Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

22.01.2020
17:39

После астероидного удара вулканизм помог возродить жизнь на Земле

22.01.2020
17:35

Астероид, сформировавший древнейший известный ударный кратер, «разморозил» Землю

22.01.2020
17:32

"Космическая эхолокация" помогает составить карту окрестностей черной дыры

22.01.2020
17:28

ДНК извлекла корень из 900

    Молекулярные биологи из Китая и США разработали биохимическую логическую схему, способную извлекать квадратные корни. Вычислительная система основана на реакциях гибридизации нуклеиновых кислот: исходными данными служат одноцепочечные молекулы ДНК, а ответ считывают по флуоресцентному сигналу. За счет избавления биохимической схемы от ферментов и каталитических нуклеиновых кислот такой ДНК-вычислитель может оперировать с числами размером до 10 бит: предложенная система может извлечь квадратный корень из 900, пишут ученые в Small.

    Живым организмам удается хранить и передавать с помощью молекул ДНК огромные объемы информации, поэтому стремление создавать искусственные информационные системы на основе этих молекул кажется довольно естественным. Так, в последнее десятилетие стала популярна запись на ДНК учебников, стихов и музыки. Информацию в форме ДНК довольно сложно расшифровать, зато храниться она будет практически бесконечно долго.

    Еще раньше молекулы ДНК предложили использовать для созданий простейших вычислительных систем. Для биохимических реакций с участием биологических полимерных молекул характерны очень высокие селективность и выход, поэтому на их основе можно строить несложные логические схемы, способные выполнять простейшие логические и арифметические операции в живых системах (как in vitro, так и in vivo). Элементами таких схем могут быть и нуклеиновые кислоты, и белки, и отдельные наночастицы. Однако наиболее популярны для этих целей именно ДНК и РНК, поскольку реакции, которые можно проводить с ними, предсказуемы и воспроизводимы, а синтетические методики для них довольно хорошо разработаны.

    Очередной важный шаг при совершенствовании ДНК-вычислителей удалось сделать ученым из Китая и США под руководством Чуньлея Го (Chunlei Guo) из Рочестерского университета. Молекулярные биологи создали биовычислительную логическую систему на основе ДНК, которая может извлекать корни полных квадратов сравнительно больших целых чисел.

    Логическая система основана на реакциях замещения цепи (toehold-mediated strand displacement) и гибридизации ДНК. Важная особенность биохимической схемы, которая отличает ее от аналогичных систем, которые предлагали для подобных вычислений раньше, — отсутствие в ней каталитических нуклеиновых кислот или ферментов. Это значительно упрощает систему и, соответственно, увеличивает максимально достижимый уровень сложности логических операций.

    Работает предложенная логическая схема следующим образом. Входными данными, то есть собственно числами, из которых надо извлекать квадратный корень, были смеси небольших участков одноцепочечной ДНК. Числа кодировались в двоичной системе, максимальный размер числа составлял 10 бит. Для кодирования каждого разряда использовалась ДНК с определенной последовательностью нуклеотидов. Если нужная цепочка присутствовал в смеси, то значение соответствующего разряда было «1», если нет — то «0».

    Такие исходные смеси ДНК взаимодействовали с пятью «наноиндикаторными платформами», каждая которая состояла из трех одноцепочечных ДНК, — одной длинной и двух коротких, комплементарно связанных с длинной. Одна из коротких цепочек также была связана с люминесцентной частицей, которая активировалась (т.е. фактически начинала люминесцировать) при взаимодействии с нужным участком ДНК. Каждая из платформ излучала на своей длине волны и соответствовала одному разряду в выходных данных. На выходе считывался флуоресцентный сигнал: если люминофор определенного цвета загорался, то на соответствующем месте в полученном ответе должна была быть единица, если оставался темным, то, соответственно, ноль. Составив схему необходимых взаимодействий по реакциям замещения цепи и гибридизации между молекулами в исходной смеси и между исходными молекулами и наноиндикаторами, авторы работы определили нужные последовательности нуклеотидов в исходных цепочках ДНК и расположение участков, на которых короткие комплементарные цепочки в наноиндикаторах сменяют друг друга. В качестве порогового значения для люминесценции ученые взяли 50 процентов от максимальной интенсивности и получили стабильно работающий вычислитель квадратных корней для десятиразрядных двоичных чисел.

    По словам ученых, предложенный ими подход, конечно, нельзя считать достаточно общим: он предназначен лишь для одной конкретной задачи и оптимизирован именно для десятиразрядных двоичных чисел в качестве вводных данных и пятиразрядных — на выходе. Однако авторы работы отмечают, что такая схема может стать важным элементом более сложных биовычислительных систем. При этом в будущем биологи надеются расширить метод вычисления корней на другие числа — не только полные квадраты.

    Создание простейших логических схем на основе биополимерных молекул — важные методы современной синтетической биологии. В будущем с помощью таких технологий ученые планируют создавать организмы с заданными свойствами. А пока с помощью подобных подходов удается, например, превратить клетку кишечной палочки в простой вычислительный компьютер.

    По информации https://nplus1.ru/news/2020/01/21/dna-computing-square-roots

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

22.01.2020
17:14

Магнитное поле Земли оказалось пчти на миллиард лет старше

22.01.2020
17:04

У России может появиться космический суперкомпьютер

22.01.2020
14:08

"Чекрыгин" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

22.01.2020
13:38

Внутри земного шара расположены две загадочные раскаленные области

21.01.2020
13:39

"Глубина или натяжка?" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

20.01.2020
23:29

"Вынужден" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

18.01.2020
16:33

Ученые измеряют энергию, выделяющуюся в первые минуты солнечных вспышек

18.01.2020
14:04

Газ гало Млечного пути оказался в 10 раз горячее, чем считали ученые

18.01.2020
13:55

На небе нашли девять источников фотонов экстремальных энергий

17.01.2020
22:20

Астрономы впервые измерили затухание коронального магнитного поля во время вспышки на Солнце

17.01.2020
21:51

"Актуальность Берлиоза" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

17.01.2020
19:27

Этот сверхчеткий снимок может объяснить недостаток звезд в центре Галактики

17.01.2020
17:19

Почему на Марсе не бывает облаков: космическая загадка

17.01.2020
17:08

Американский астрофизик заявил, что знает, как построить машину времени

17.01.2020
16:38

Российские ученые создают новейшую систему гравитационной навигации

17.01.2020
16:18

Астрономы открыли новую яркую комету

<< 101|102|103|104|105|106|107|108|109|110 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList