คอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอ
แนวคิดการเอา DNA มาทำคอมพิวเตอร์นั้นถูกเสนอขึ้นครั้งแรกในปี 1994 โดย Leonard Adelman เพื่อแก้ปัญหา "travelling salesman problem" (หาเส้นทางที่สั้นที่สุดในการลากเชื่อมจุด) และในปี 2006 ทีมวิจัยที่นำโดย Erik Winfree แห่ง Caltech ก็ได้เคยสร้างวงจรคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วย DNA ถึง 12 สายมาแล้ว แต่ว่าวงจรนั้นช้าเกินกว่าจะคำนวณอะไรได้จริงจังกลับมาคราวนี้ Erik Winfree ได้จับมือกับ Lulu Qian แห่ง Caltech เหมือนกัน สร้างวงจรคอมพิวเตอร์ DNA อีกครั้งซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมอย่างต่ำ 5 เท่า ตัววงจรประกอบด้วยสาย DNA สั้นๆ ถึง 74 สาย เมื่อรวม input และ output ในแต่ละรอบการคำนวณ จะมีสาย DNA เข้ามาเกี่ยวข้องทั้งกระบวนการกว่า 130 สาย
หลักการที่พวกเขาใช้ไม่ได้ต่างจากวงจรคอมพิวเตอร์ที่เราใช้อยู่เลย แค่แทนที่ logic gate ที่เป็นทรานซิสเตอร์ซิลิคอนด้วยสาย DNA, และแทนที่สัญญาณ input/output ด้วยสาย DNA เช่นเดียวกัน
พวกเขาสร้าง DNA สายเดี่ยวและสายคู่ที่มีลำดับเบสตามที่ได้โปรแกรมเอาไว้ จากนั้นก็ใส่มันเข้าไปในหลอดทดลอง ช่วงสาย DNA ที่มีคู่เบสเข้าคู่กัน (เช่น A กับ T, และ C กับ G) ก็จะจับกันโดยธรรมชาติ ปฏิกิริยาการจับกันและแยกคู่กันของสาย DNA ก็จะเหมือนกับการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าของ logic gate ที่เป็นซิลิกอน เมื่อปล่อยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปจนจบ ผลลัพธ์ก็จะอ่านได้จากสีเรืองแสงที่พวกเขาได้ติดไว้กับสาย DNA
ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ DNA รุ่นใหม่ล่าสุดนี้ต้องถือว่าใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ซิลิกอนมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา มันสามารถคำนวณรากที่สองของเลขฐานสองได้สูงสุดถึง 4 หลัก (เท่ากับ 15 ในเลขฐานสิบ) ค่าผลลัพธ์ที่ได้ละเอียดสูงสุดถึงทศนิยม 0 ตำแหน่ง (อ่านไม่ผิดครับ ศูนย์ตำแหน่ง) ใช้เวลาในการคำนวณแต่ละครั้ง 6-10 ชั่วโมง!
แน่นอนด้วยประสิทธิภาพขนาดนี้ คงไม่มีใครอยากซื้อคอมพิวเตอร์ DNA มาเก็บให้รกบ้าน และจุดมุ่งหมายของนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ใช่การสร้าง dnaPAD หรือ iDNA ขายแข่งกับใครที่ไหน พวกเขาฝันว่าสักวันหนึ่งจะสามารถสร้างวงจรที่ซับซ้อนพอควบคุมกระบวนการชีวเคมีในเซลล์สิ่งมีชีวิตต่างหาก
พวกเขาสร้าง DNA สายเดี่ยวและสายคู่ที่มีลำดับเบสตามที่ได้โปรแกรมเอาไว้ จากนั้นก็ใส่มันเข้าไปในหลอดทดลอง ช่วงสาย DNA ที่มีคู่เบสเข้าคู่กัน (เช่น A กับ T, และ C กับ G) ก็จะจับกันโดยธรรมชาติ ปฏิกิริยาการจับกันและแยกคู่กันของสาย DNA ก็จะเหมือนกับการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าของ logic gate ที่เป็นซิลิกอน เมื่อปล่อยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปจนจบ ผลลัพธ์ก็จะอ่านได้จากสีเรืองแสงที่พวกเขาได้ติดไว้กับสาย DNA
ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ DNA รุ่นใหม่ล่าสุดนี้ต้องถือว่าใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ซิลิกอนมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา มันสามารถคำนวณรากที่สองของเลขฐานสองได้สูงสุดถึง 4 หลัก (เท่ากับ 15 ในเลขฐานสิบ) ค่าผลลัพธ์ที่ได้ละเอียดสูงสุดถึงทศนิยม 0 ตำแหน่ง (อ่านไม่ผิดครับ ศูนย์ตำแหน่ง) ใช้เวลาในการคำนวณแต่ละครั้ง 6-10 ชั่วโมง!
แน่นอนด้วยประสิทธิภาพขนาดนี้ คงไม่มีใครอยากซื้อคอมพิวเตอร์ DNA มาเก็บให้รกบ้าน และจุดมุ่งหมายของนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ใช่การสร้าง dnaPAD หรือ iDNA ขายแข่งกับใครที่ไหน พวกเขาฝันว่าสักวันหนึ่งจะสามารถสร้างวงจรที่ซับซ้อนพอควบคุมกระบวนการชีวเคมีในเซลล์สิ่งมีชีวิตต่างหาก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น