Počítače z bakterií dokáží vyřešit složité matematické problémy

26. 7. 2009

Tým amerických vědců vytvořil genetickým inženýrstvím bakterie, které dokáží vyřešit složité matematické problémy rychleji než počítače s křemíkovými procesory.

Výsledek jejich výzkumu byl právě zveřejněn v článku v časopise Journal of Biological Engineering. Vědci dokázali, že bakterie umějí vyřešit hádanku známou pod názvem Hamiltonian Path Problem.

Představte si, že chcete navštívit 10 největších měst v Británii, začínáte v Londýně (č. 1) a skončíte v Bristolu (č. 10). Řešením tohoto problému je nejkratší možná cesta.

Tento zdánlivě jednoduchý problém je překvapivě obtížný. Existuje 3,5 milionu různých cest a tradiční počítač je musí všechny po jedné vyzkoušet, než najde nejkratší. Počítač vyrobený z milionů bakterií může zkoumat všechny cesty zároveň. Biologický počítač má také své výhody. Během času se jeho kapacita zvyšuje, neboť se bakterie rozmnožují.

Naprogramovat takový počítač ale není zrovna jednoduché. Vědci zakódovali zjednodušenou verzi problému, použili jen tři města, modifikací DNA bakterie Escherichia coli. Města byla reprezentována kombinací genů, které způsobily, že bakterie začaly zářit červeně nebo zeleně a možné cesty mezi městy byly zkoumány náhodnými změnami v DNA. Bakterie, které přinesly správnou odpověď, zářily oběma barvami zároveň, tedy žlutě.

Experiment fungoval a vědci zkontrolovali odpovědi od žlutých bakterií tím, že zkoumali jejich sekvenci DNA. Vědci jsou přesvědčeni že dodáváním dalších genetických rozdílů, jako například resistenci vůči určitým antibiotikům, by tato metoda mohla být rozšířena a vyřešit problém týkající se více měst.

Ve snaze dokázat schopnosti bakteriálních počítačů vědci také přispěli podstatnou měrou k oboru syntetické biologie. Tak jak jsou elektronické obvody vytvořeny z tranzistorů, diod a dalších nástrojů, o biologických obvodech platí totéž. Syntetičtí biologové vytvořili Rejstřík standardních biologických součástek a tento nový výzkum přidal na seznam více než 60 nových instrumentů.

Podrobnosti v angličtině ZDE

Vytisknout

Obsah vydání | Pátek 24.7. 2009