szerző:
hvg.hu

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.”

Állj mellénk!

Tegyünk közösen azért, hogy a propaganda mellett továbbra is megjelenjenek a tények! Ha neked is fontos a minőségi újságírás, kérjük, hogy támogasd a munkánkat.
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.

Két pályán is vesztésre áll a kormány

Két pályán is vesztésre áll a kormány

Mbappé elmondta, hol tervezi a folytatást

Mbappé elmondta, hol tervezi a folytatást

Hiába a figyelmeztetés, még mindig túl egyszerűek a jelszavak

Hiába a figyelmeztetés, még mindig túl egyszerűek a jelszavak

13 millió euróra büntették az erdőtűz okozóit

13 millió euróra büntették az erdőtűz okozóit

Halálos motorbaleset történt Vértesacsán

Halálos motorbaleset történt Vértesacsán

Srí Lanka: Két hete tudták a hatóságok, hogy merénylet várható, de nem tettek semmit

Srí Lanka: Két hete tudták a hatóságok, hogy merénylet várható, de nem tettek semmit