В институте науки Вейцманна разработано биомолекулярное вычислительное устройство

Группа израильских ученых Вейцмановского института под руководством профессора Эхуда Шапиро представила недавно самый маленький на свете компьютер, основанный на биомолекулярном механизме. В капле воды может помещаться триллион таких «машин». Устройство, о котором идет речь, использует в качестве программного обеспечения (software) ДНК, а вместо компьютерного «железа» (hardware) — ферменты. Новейшая ЭВМ способна производить миллиарды операций в секунду. Первый опытный образец был создан в 2001 году. Сейчас та же группа ученых, которая показала тогда возможности биокомпьютера, создала машину, не требующую источника энергии. И работает она в десятки раз быстрее предшественницы. Книга рекордов Гиннесса назвала новую модель самым маленьким в мире биологическим вычислительным устройством.

Многие схемы микроскопических компьютеров стремятся использовать огромную информационную емкость ДНК — двуспиральной молекулы, объединяющей великое множество комбинаций из четырех условных «букв», причем каждой "букве" на каждой спирали должна соответствовать определенная "буква" на другой спирали. За счет такого пространственного соответствия и держится вся двухцепочечная структура. Прежняя модель зависела от универсального источника энергии для клеточных реакций, но в новом биокомпьютере и первичные данные, и энергию для вычислений поставляет сама ДНК.

В последней модели две молекулы ДНК связываются друг с другом для осуществления последовательных вычислений. Фермент из класса рестриктаз — ферментов, надрезающих цепь ДНК в определенном месте, — работает как процессор компьютера. Он рассекает кусок исходной молекулы с высвобождением энергии химической связи, которая и питает последующее вычисление. Авторы говорят, что в микролитре раствора с ДНК и рестриктазой содержатся три триллиона компьютеров, которые вместе способны выполнять 66 миллиардов операций в секунду. Сейчас ученые работают над созданием биомолекулярного механизма для использования его в обычном компьютере.