szerző:
hvg.hu
Tetszett a cikk?

Amerikai kutatóknak először sikerült megoldaniuk egy klasszikus matematikai problémát élő baktériumokból álló számítógép segítségével. A szilícium alapú áramkörök helyett a biológusok által kísérleti célokra előszeretettel alkalmazott E. coli baktériumok végezték a számításokat.

A számítógép "lelke" az E.coli baktérium
A Discovery tévécsatorna weboldalának értesülése szerint az ötlet egyelőre még pusztán kísérletezésre alkalmas, de nem kizárt, hogy egy élő organizmusokból álló számítógép egy nap lefőzheti a szilícium alapú szuperkomputereket.

„A DNS számítási kapacitása jóval felülmúl bármilyen más anyagot” – nyilatkozta Karmella Haynes, az észak-karolinai Davidson College kutatója, a kísérlet vezetője. „Ha rá tudunk jönni, hogyan növeljük a számítás sebességét olyan módon, hogy akár a mindennapi életben is használni tudjuk, jóval hatékonyabb
számítógépeket készíthetünk majd.”

A baktérium-gép az úgynevezett „égett palacsinták problémáját” oldotta meg sikerrel. Ennek a feladatnak a lényege, hogy egy vendéglő tulajdonosa egy óriási halom étvágygerjesztő palacsintával szeretné reklámozni konyháját. Ennek érdekében egy tányéron szeretné elrendezni – az egyik oldalán aranybarna, a másik oldalán égett – palacsintákat úgy, hogy a legnagyobb kerüljön legalulra, s mindegyiknek az aranybarna fele látszódjon.

A palacsintákat egy spatula segítségével lehet forgatni, de egyszerre mindig csak egy palacsintát lehet a kupac alján elhelyezni. Ez annyit jelent, hogy minden fordítással megváltozik a palacsinták sorrendje, illetve az égett és az aranyszínű oldalak állása. A lényeg, hogy a lehető legkevesebb forgatással kerüljenek az aranybarna palacsinták egymásra, és a méretre is ügyelni kell.

A lehetőségek száma már 6 palacsinta estén is 46 080, kétszer ekkora mennyiségnél pedig már 1,9 billió.

A gép egyelőre csak 2 palacsintát tud "forgatni"
© AP
Egy hagyományos, szilícium alapú számítógép úgy oldaná meg a feladatot, hogy egyesével megvizsgálna minden lehetséges változatot. Az E.coli gép esetében azonban minden egyes baktérium önálló számítógéppé alakult, amelyek a probléma részleteit vizsgálták egymással párhuzamosan. Mivel egyetlen csepp vízben akár milliónyi baktériumkomputer is lehet, ezen a módon drámai mértékben gyorsítható a számítási folyamat.

Az E.coli esetében a palacsintákat a baktériumok DNS-ének egy része jelképezte, a spatulát pedig egy flagellin nevű fehérjével helyetesítették, amelyet szalmonellabaktériumokból nyertek ki, majd beinjekciózták az E.coli-tenyészetbe.

A flagellin jelen esetben úgy működik, mint egy kapcsoló, amely meghatározza, melyik két protein termelődjön, annak érdekében, hogy a baktérium rejtve és életben maradjon, amikor megfertőz egy élőlényt. A baktérium-számítógép esetében a fehérjék a kórokozókat ellenállóvá teszik az antibiotikumokkal szemben, ezáltal életben tartják – de csak akkor, ha megoldotta a számára kirótt feladatot. Ha a baktérium nem tudja a választ a kérdésre (vagyis megfelelő sorrendben forgatni a palacsintákat) – az antibiotikumok elpusztítják.

Bár egyelőre még csak két palacsintával sikerült megoldani az ebben az esetben nem túl nehéz feladatot, a kutatók tovább dolgoznak a rendszer bővítésén. Haynes szerint nehéz dolguk lesz, ám ha megtalálják a megoldást, hihetetlenül olcsón reprodukálhatják majd a baktérium-számítógépeket.

„Körülbelül annyiba fog kerülni, mint egy kanál cukor” – fejtette ki a szakember.

„Ha a módszer működik, óriási lehetőségek nyílnak meg a biológiai számítógépek előtt” – tette hozzá Tom Knight, a Massachusetts Institute of Technology (MIT) szintetikus biológiával foglalkozó szakértője. „Eleinte csak roppant egyszerű műveletekre lehet majd ezeket a rendszereket felhasználni, egy ideig még ne várjuk, hogy a videojátékok ilyen gépeken futnak majd.”

VELETEK VAGYUNK – OLVASÓKKAL, ÚJSÁGÍRÓKKAL!

A hatalomtól független szerkesztőségek száma folyamatosan csökken, a még létezők pedig napról napra erősödő ellenszélben próbálnak talpon maradni. A HVG-ben kitartunk, nem engedünk a nyomásnak, és minden nap elhozzuk a hazai és nemzetközi híreket.

Ezért kérünk titeket, olvasóinkat, hogy tartsatok ki mellettünk, támogassatok bennünket, csatlakozzatok pártolói tagságunkhoz, illetve újítsátok meg azt!

Mi pedig azt ígérjük, hogy továbbra is minden körülmények között a tőlünk telhető legtöbbet nyújtjuk a számotokra!
hvg.hu Tech

Földönkívüli baktériumokat azonosított egy indiai tudós?

Négy évvel ezelőtt, megmagyarázhatatlan, vörös színű eső hullott India Kerala nevű térségében. Egy kutató az onnan vett minták elemzése után úgy nyilatkozott, hogy a különös elszíneződést a világűrből érkezett mikrobák okozták.

MTI Tech

Talajbaktériumból építettek mini komputert

Japán kutatók mini komputerként programoztak baktériumokat. A Die Welt című német lap internetes kiadásában tudósít arról, hogy a tokiói Keio Egyetem kutatói szerint a számítógépek következő generációja nem a kettes számrendszer 0-1 szisztémája szerint működik majd, hanem a DNS építőelemei jelenthetik a programozás alapját.

MTI Tech

Drótot növeszt a baktérium

Amerikai kutatók áramfejlesztő baktériumokat saját méretüknél százszor hosszabb, elektromosan jól vezető hajtások, "drótszálak" növesztésére késztettek. A felfedezés, hogy oxigénhiányos környezetben egész sor baktérium villanydrót szerű, elektromosan vezető nyúlványokat növeszt, fontos előrelépés a hatékonyabb biológiai áramfejlesztők készítése felé vezető úton.

hvg.hu Tech

Fémszörnyekké változtatja az embereket egy új baktérium

Egy önmagát dokumentumfilmként aposztrofáló alkotás kering az interneten, amelyen orvosok, röntgenfelvételek és a felismerhetetlenségig eltorzult emberek láthatóak. Aggodalomra azonban nincs ok, a fémnövesztő vírus csupán egy ügyes dokumentarista sci-fi.

hvg.hu Tech

Hulladékból termel üzemanyagot a baktérium

Egy apró amerikai cég olyan módszert fejlesztett ki, amelynek segítségével gyakorlatilag bármilyen szemétből – növénymaradványok, háztartási szemét, használt abroncsok, faforgács – autókban is használható üzemanyagot lehet előállítani.

hvg.hu Tech

Baktériumok DNS-ét használja adattárolónak egy új technológia

Japán tudósok az organizmusok örökítőanyagát átprogramozva képesek szöveget, de akár zenét, vagy bármely más tartalmat tárolni. Az adatok addig maradnak fenn, amíg a gazdabaktériumok populációja életben marad – ez akár évmilliókat is jelenthet.