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  • La recherche continue de montrer des gains dans le calcul de l'ADN

    Crédit :CC0 Domaine public

    Pour les non-initiés en informatique biologique, les ZDNet Le titre a peut-être suggéré une expérience de traitement du langage qui s'est détraquée:"L'ordinateur de l'ADN du tube à essai calcule la racine carrée de 900."

    Cependant, le titre reflète fidèlement l'article, par Charlie Osborne, que les chercheurs utilisant 32 brins d'ADN ont créé une forme de « bio-ordinateur » qui peut stocker et traiter des données. Non seulement que, mais ce bio-ordinateur a démontré "les capacités de calcul avancées que l'architecture basée sur l'ADN pourrait apporter aux futurs PC en calculant la racine carrée de 900".

    Long et court, un ordinateur fabriqué à partir des brins d'ADN dans un tube à essai peut calculer la racine carrée des nombres jusqu'à 900. Les chercheurs ont écrit un article décrivant leur travail. "Programmable DNA Nanoindicator-Based Platform for Large-Scale Square Root Logic Biocomputing" apparaît dans Petit , qui est décrit comme une revue "de sujets à l'échelle nano et microscopique à l'interface de la science des matériaux, chimie, la physique, ingénierie, Médicament, et la biologie."

    Chunyang Zhou Hongmei Geng, Pengfei Wang et Chunlei Guo, les auteurs, ont expliqué pourquoi leur recherche est importante :à ce jour, Des circuits à base d'ADN impliquant des dizaines de portes logiques capables de mettre en œuvre des fonctions logiques ont été démontrés expérimentalement, mais les circuits sont incapables de réaliser des opérations mathématiques complexes, telles que les opérations logiques de racine carrée, qui ne peut être réalisé qu'avec des nombres binaires de 4 bits.

    "Un système de bioinformatique d'ADN à haute capacité est démontré par le développement d'un circuit logique de racine carrée de 10 bits. Il peut calculer la racine carrée d'un nombre binaire de 10 bits (dans l'entier décimal 900) en concevant des séquences d'ADN et en programmant le déplacement de brin d'ADN réactions. Les signaux d'entrée sont optimisés grâce à la rétroaction de sortie pour améliorer les performances dans des opérations logiques plus complexes. Cette étude fournit une approche plus universelle pour les applications en biotechnologie et en bio-ingénierie.

    E&T portait une traduction utile :

    E&T mentionné, "l'ordinateur utilise 32 brins d'ADN pour stocker et traiter l'information, calculer la racine carrée des nombres carrés 1, 4, 9, 16, 25 et ainsi de suite jusqu'à 900. L'ordinateur ADN utilise l'hybridation, qui se produit lorsque deux brins d'ADN se fixent pour former un ADN double brin... les chercheurs codent un nombre sur l'ADN en utilisant une combinaison de dix éléments constitutifs, avec chaque combinaison représentant un nombre différent jusqu'à 900. Il est ensuite attaché à un marqueur de fluorescence. L'équipe contrôle ensuite l'hybridation de telle sorte qu'elle modifie le signal fluorescent global pour qu'il corresponde à la racine carrée du nombre d'origine. Le nombre peut alors être déduit de la couleur."

    ZDNet , pendant ce temps, a rapproché les lecteurs du concept de bio-ordinateurs en général :"Les bio-ordinateurs sont vaguement décrits comme des circuits logiques biochimiques synthétiques et des expériences récentes ont impliqué la création de portes logiques - utilisées dans les microprocesseurs et les microcontrôleurs, parmi d'autres systèmes, pour transformer l'entrée en une sortie logique via le stockage d'ADN."

    Angel Goni-Moreno et Pablo Ivan Nikel aussi dans Frontières , comme ils ont expliqué la bioinformatique en termes simples. "Le calcul peut être largement défini comme la procédure formelle par laquelle les informations d'entrée sont traitées selon des règles prédéfinies et transformées en données de sortie. Étant donné que cette définition ne spécifie pas le type d'informations et les règles impliquées dans le processus, elle s'applique aussi bien aux dispositifs électroniques qu'aux systèmes biologiques. En d'autres termes, systèmes biologiques faire effectuer des calculs."

    La bioinformatique n'a pas besoin d'être présentée à ceux qui connaissent déjà des années de recherche; en 2011 Scientifique américain faisait déjà état des progrès des "circuits basés sur l'ADN".

    L'article parlait des efforts du California Institute of Technology, par exemple, en utilisant des « nanostructures d'ADN appelées portes à bascule pour construire des circuits logiques analogues à ceux utilisés dans les microprocesseurs ».

    Les chercheurs de Caltech ont ensuite construit un circuit basé sur l'ADN qui pourrait jouer à un simple jeu de mémoire.

    Scientifique américain expliqué : « Tout comme les composants à base de silicium utilisent le courant électrique pour représenter les 1 et les 0, les circuits biosourcés utilisent des concentrations de molécules d'ADN dans un tube à essai. Lorsque de nouveaux brins d'ADN sont ajoutés au tube à essai en tant qu'« entrée, " la solution subit une cascade d'interactions chimiques pour libérer différents brins d'ADN en tant que "sortie".

    John Loeffler dans Ingénierie intéressante expliqué pourquoi l'intérêt soutenu pour le « calcul de l'ADN » :

    « Au cours de la dernière décennie, les ingénieurs se sont heurtés à la dure réalité de la physique à la recherche d'ordinateurs plus puissants :transistors, les interrupteurs qui alimentent le processeur de l'ordinateur, ne peuvent pas être rendus plus petits qu'ils ne le sont actuellement. Au-delà de la puce de silicium, une alternative intuitive est actuellement en cours de développement en utilisant l'ADN pour effectuer les mêmes types de calculs complexes que les transistors au silicium font maintenant."

    Loeffler sur son potentiel :« Les matériaux nécessaires à la synthèse des molécules d'ADN sont bon marché et facilement disponibles et restent stables à température ambiante et au-delà. ."

    Donc, parlera d'augmentation de "l'informatique ADN" en dehors de "l'informatique sur silicium?" Guo, pour un, a déclaré qu'il pensait que les ordinateurs à ADN pourraient un jour remplacer les ordinateurs traditionnels pour les calculs complexes, selon Nouveau scientifique .

    © 2020 Réseau Science X




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