Computerele organice din ADN ar putea fi viitorul medicinei

Ne imaginăm că dispozitivele electronice sunt făcute doar din cipuri de silicon, cu ajutorul cărora computerele stochează şi procesează informaţia. Se pare, însă, că există şi alte variante.

Oricât ar suna de ciudat, o alternativă a siliconului poate fi chiar ADN-ul. Ideea aceasta a fost demonstrată prima oară în 1994 de Leonard Adleman, care a rezolvat problema vânzătorului ambulant, care cerea să găseşti o rută eficientă între două oraşe ipotetice. Adleman a rezolvat-o cu ajutorul ADN-ului.

Acidul dezoxiribonucleic poate stoca cantităţi foarte mari de informaţie codate în secvenţe de molecule, cunoscute drept nucleotide, citozină, guanină, adenină şi timină. Complexitatea şi variaţia impresionantă în codurile genetice ale speciilor demonstrează câtă informaţie genetică poate fi păstrată. Această capacitate poate fi transferată în computere organice, scriu cei de la The Next Web.

Moleculele de ADN pot fi folosite pentru a procesa informaţia prin intermediu hibridizării. De la experimentul lui Adleman, au fost propuse mai multe metode similare, care au implicat logica Boolean, formule aritmetice sau evaluare prin reţele neurale. Această abordare poartă numele de programare moleculară şi aplică toate metodele la o scară suficient de mică pentru a manevra astfel ADN-ul. Programarea devine, astfel, biochimie. Programele create sunt, de fapt, metode de selecţie a moleculelor care interacţionează în aşa fel încât să creeze un model de ADN compatibil.

ADN-ul poate fi folosit pentru controlul mişcărilor în cazul dispozitivelor. Primul care a reuşit asta a fost Bernard Yurke în 2000, acesta reuşind să creeze o pensetă care se deschidea şi ciupea singură. Experimentele ulterioare, precum cel al lui Shelley Wickham din 2001 a demonstrat că putem avea maşini nano-moleculare făcute în întregime din ADN care pot urma rute setate. La fel cum circuitele electronice pot fi implantate în bordurile maşinilor, pot fi folosite şi moleculele de ADN.

De ce am alege această metodă atipică?

Moleculele de ADN au multe calităţi utile pentru acest scop, inclusiv dimensiunea de doar doi nanometri, faptul că sunt totuşi uşor de programat şi capacitatea de stocare mult mai mare decât alternativele de silicon. ADN-ul e versatil, ieftin şi uşor de sintetizat, iar computerizarea lui necesită mult mai puţină energie.

DNA nanorobot from Wyss Institute on Vimeo.

Poate cel mai mare avantaj e faptul că pot interacţiona cu mediul biochimic, aşadar pot fi folosite cu uşurinţă pentru transferul medicamentelor şi tratamentelor în organismele vii. Tehnica a fost deja folosită pentru diagnosticare tuberculozei şi a mai fost propusă pentru un program nano-biologic făcut de Ehud Shapiro de la Institutul de Ştiinţă Weizmann din Israel, supranumit şi „doctorul celulelor”. Acesta vrea să folosească metoda pentru tratarea cancerului.

Singurul dezavantaj demn de menţionat ar fi faptul că moleculele de ADN ar fi mult mai lente decât circuitele electrice, adică ar lua mai mult timp să fie create astfel. Oricum, computerizarea ADN-ului are un potenţial imens, ţinând cont de toate celelalte avantaje. Pe lângă telefoane şi computere deştepte, am putea avea şi medicamente deştepte.