Идея использовать молекулы ДНК для реализации параллельных вычислительных процессов не нова. Работы в этой области ведутся во многих лабораториях мира с 1994 г. после появления пионерской статьи Леонарда Эдлмэна (Leonard Adleman) из университета Южной Калифорнии. В ней впервые была продемонстрирована возможность решения на ДНК-компьютерах комбинаторных задач. Об этом уже шла речь на страницах газеты (см. "КВ" №18`2002). Правда, первые решенные на таких компьютерах задачи были достаточно просты и могли быть без проблем решены даже учеником средней школы. Однако начало было положено.

И вот, в конце февраля на сайте National Geographic News (news.nationalgeographic.com/news/2003/ 02/0224_030224_DNAcomputer.html) было опубликовано сообщение об очередном продвижении в данной области. На сей раз успеха добились израильские исследователи из Вейцманского научно-исследовательского института. Они построили ДНК-компьютер, способный выполнять 330 триллионов операций в секунду, что в 100000 раз превосходит показатели самых быстрых обычных PC. В прессе новый компьютер был признан "самым маленьким вычислительным устройством", которое когда-либо создавалось.

Основное отличие новой системы от уже ранее созданных устройств заключается в том, что для своего функционирования он не требует внешнего источника энергии, доставляемой аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). Вся необходимая для вычислений энергия берется непосредственно в самой молекуле ДНК, в которой кодируются входные данные. Внешне ДНК-компьютер выглядит как пробирка, наполненная раствором, содержащим молекулы ДНК и ферменты. Первые выполняют роль своеобразного "программного обеспечения", а вторые - "железа". Именно химическая реакция ДНК и ферментов и реализует вычислительный процесс. Полученный результат вычисления считывается путем анализа длины результирующей молекулы ДНК.

Как сказал руководитель проекта Егуд Шапиро (Ehud Shapiro), "наш компьютер хотя и программируемый, но не универсальный", "существуют вычислительные задачи, которые он решать не может". Да и от практического использования он пока еще далек. Однако дальнейший прогресс в данной области может существенно изменить будущее компьютеров, особенно в фармацевтических и биомедицинских приложениях. Так, предполагается, что ДНК-компьютеры могут служить своеобразными нанофабриками лекарств. Если поместить такое устройство в живую клетку, то можно контролируемым образом влиять на ее состояние, исцеляя, таким образом, человека от многих опасных болезней.

Сергей САНЬКО,
[email protected]