ДНК-комп'ютер

ДНК-комп'ютер - обчислювальна система, що використовує обчислювальні можливості молекул ДНК.


1. Біокомп'ютер Адлемана

В 1994 Леонард Адлеман, професор університету Південної Каліфорнії, продемонстрував, що за допомогою пробірки з ДНК можна досить ефективно вирішувати класичну комбінаторну " задачу про комівояжера "(найкоротший маршрут обходу вершин графа). Класичні комп'ютерні архітектури вимагають безлічі обчислень з випробовуванням кожного варіанту.

Метод ДНК дозволяє відразу згенерувати всі можливі варіанти рішень за допомогою відомих біохімічних реакцій. Потім можливо швидко відфільтрувати саме ту молекулу-нить, в якій закодований потрібну відповідь.

Проблеми, що виникають при цьому:

  1. Потрібно надзвичайно трудомістка серія реакцій, що проводяться під ретельним наглядом.
  2. Існує проблема масштабування задачі.

Біокомп'ютер Адлемана відшукував оптимальний маршрут обходу для 7 вершин графа. Але чим більше вершин графа, тим більше біокомп'ютер потрібно ДНК-матеріалу.

Було підраховано, що при масштабуванні методики Адлемана для вирішення завдання обходу не 7 пунктів, а близько 200, маса кількості ДНК, необхідного для подання всіх можливих рішень перевищить масу нашої планети.


2. Кінцевий біоавтомат Бененсон-Шапіро

Кінцевий біоавтомат Бененсон-Шапіро - технологія багатоцільового ДНК-комп'ютера, розроблювана ізраїльським професором Ехудом Шапіро (en: Ehud Shapiro) і Яаковом Бененсон з Вейцмановского інституту.

Його основою є вже відомі властивості біомолекул, таких як ДНК і ферменти. Функціонування ДНК-комп'ютера схоже з функціонуванням теоретичного пристрою, відомого в математиці як " кінцевий автомат "або машина Тьюринга.