Рукотворная форма жизни: ученым удалось создать модель сложной биохимической цепи из искусственных молекул ДНК

Полученная модель позволит реализовать алгоритмы принятия решений и лучше понять принципы обработки информации в биологических системах. Это даст ученым беспрецедентный инструмент для контроля и анализа биохимических реакций при разработке биологических и химических технологий. Например, в будущем искусственная модель биохимической цепочки может быть использована при клиническом анализе крови для определения набора молекул ДНК конкретного индивидуума и дальнейшей диагностики возможных патологий.

«Мы берем идеи, доказавшие свою состоятельность в мире информатики, такие как абстрактное представление вычислительных операций, языки программирования и компиляторы, и применяем их в мире молекулярной биохимии», – говорит Лулу Квиан, старший специалист кафедры биоинженерии Технологического Института Калифорнии.

Ранее разработанные искусственные молекулы ДНК были очень ненадежны и плохо предсказуемы. Вместе с Эриком Уинфри, профессором кафедры информатики своего института, Лулу Квиан удалось разработать новый вид искусственных ДНК, которые позволили создавать крупные биохимические цепочки. На стыке двух наук ученым удалось придать биохимическим моделям ДНК математическую простоту, стандартизированность, надежность и масштабируемость, а это означает возможность создавать на их основании можно еще более крупные модели биохимической цепочки.

«В полученной модели молекулы свободно движутся, время от времени сталкиваясь друг с другом. Иногда при столкновении молекулы как бы архивируются в цепочку ДНК, причем данные в каждой отдельно взятой молекуле, наоборот, разархивируюся, – рассказывает Эрик Уинфри. – На самом деле, ученые могут полностью контролировать эти процессы, получая любые нужные им последовательности ДНК».

«Вы знаете, как в компьютерной индустрии все время выпускают новые и новые модели, – говорит Лулу Квиан. – Мы хотим того же. Хотим создавать все более совершенные биохимические цепочки, которые будут способны выполнять все более сложные задания. Мы надеемся, что тут тоже сработает своеобразный закон Мура (экспоненциальный рост мощности вычислительных машин). Мы мечтаем, что искусственные биохимические цепочки однажды станут такими же сложными, как сама жизнь».