Počítač tvořený živými buňkami zvládá práci s prvočísly i písmeny

Počítač tvořený živými buňkami zvládá práci s prvočísly i písmeny

Foto: vinkfan / Depositphotos

Publikováno:
4 min
Pamatujte, že každý komentář bývá zprávou o komentujícím.
Děkujeme za vaše komentáře.

Biopočítače přestavují inovativní technologií využívající buněčné procesy k provádění složitých výpočtů a operací. Vědci neustále objevují nové a nové způsoby využití tohoto revolučního konceptu.

Reklama
Obsah článku
  1. Buňky jsou samy o sobě také počítačovými jednotkami
  2. Jak lze bakteriální biopočítače využít?

Výzkumný tým z indického Sahova institutu jaderné fyziky (SINP) nedávno dokázal postavit jeden takový biopočítač. Zařízení tvořilo celkem 14 modifikovaných bakteriálních buněk, z nichž každá fungovala jako modulární a konfigurovatelný systém. Celou konstrukcí připomínal počítač stavebnici LEGO – jednotlivé dílky skládačky je možné dle libosti kombinovat, a vytvořit z nich struktury řešící různé druhy úloh. Vědci tak prokázali, kombinováním a přiřazováním vhodných modulů dokázal výsledný mnohobuněčný systém vyřešit celkem devět výpočetních rozhodovacích problémů typu ANO/NE a jeden optimalizační problém.

Tím však schopnosti biopočítače zdaleka nekončí. Buněčný systém popsaný v časopise Nature Chemical Biology totiž dokáže například identifikovat prvočísla, ověřit, zda je dané písmeno samohláska, či dokonce určit maximální počet kousků pizzy nebo koláče získaných určitým počtem rovných řezů.

Buňky jsou samy o sobě také počítačovými jednotkami

Živé buňky v podstatě používají k provádění biologických úkolů výpočetní operace. Stačí si představit imunitní systém člověka, který v případě infekce mobilizuje celou řadu obranných nástrojů našeho těla. Pokud tyto mechanismy izolujeme a aplikujeme je na jiné druhy rozhodování, otevřou se nám nové možnosti výpočetní techniky a syntetické biologie. Propojení těchto dvou oborů pak vyústilo právě v rozmach biopočítačů, jejichž základní strukturu tvoří propojené živé buňky, které podobně jako polovodičové obvody řeší nejrůznější druhy hádanek a matematických úloh.

Bakterie jsou v tomto ohledu ideálním pokusným králíkem. Jednobuněčné organismy o velikosti sotva pár mikrometrů, navíc s obdivuhodnou rychlostí replikace, schopností přežít v extrémních podmínkách a vyžadující pouze minimum energie k životu – jen těžko si lze představit vhodnější stavební materiál pro biologický počítač. Ve výše uvedené studii plnila tuto úlohu bakterie E. coli, jelikož jde o jeden z nejdostupnějších a nejlépe prozkoumaných mikroorganismů.

Vědci před buněčné linie předkládali sérii úkolů ve formě binárních systémů, přičemž bakterie na ně odpovídaly chemickými změnami prostřednictvím fluorescenčních barviv. Neuronová síť se po vyhodnocení rozsvítila zeleně nebo červeně. Na otázku, zda je trojka prvočíslo, bakterie svítily zeleně (ano), u čísla čtyři naopak červeně (ne).

Jak lze bakteriální biopočítače využít?

Systémy jako je tento otevírají nové obzory v oblasti počítačových technologií mikrosvěta. Biopočítače mohou najít využití například v medicíně, materiálových vědách i v kosmické technice. Autoři práce věří, že by sestavením podobných struktur mohlo být možné tyto buňky dopravit do lidského těla a pomoci mu bojovat s některými typy nemocí, které nemohou být léčeny konvenčními způsoby. Toto odvětví vědy však musí od práce s jedničkami a nulami ujít ještě značný kus cesty.

Reklama

Možná jste zmeškali

Hospodský kvíz, který začíná jako zábava a končí jako sebepoznání

Hospodský kvíz, který začíná jako zábava a končí jako sebepoznání

Hospodské kvízy se staly fenoménem, který baví tisíce lidí. Jsou skvělou příležitostí, jak si ověřit své znalosti, pobavit se s přáteli a strávit příjemný večer. Náš kvíz prověří váš všeobecný přehled, ale zároveň vás nezahltí.

Hospodský kvíz, po kterém svět vypadá trochu složitěji než před ním

Hospodský kvíz, po kterém svět vypadá trochu složitěji než před ním

Připravte se na prověrku všeobecných znalostí. Tento hospodský kvíz je navržen tak, aby pobavil, možná trochu potrápil, ale hlavně nenechal nikoho jen tak sedět. Otázky jsou z různých oborů, takže se nudit nebudete. Kdo si odnese titul hospodského šampióna?

Vypadá jako cetka z pouti, ale má cenu malého pokladu. Všechny naše babičky to měly

Vypadá jako cetka z pouti, ale má cenu malého pokladu. Všechny naše…

Nejčastěji se asi jednalo o malé brože, případně medailonky, náramky, náušnice či náhrdelníky. Na první pohled působily kouzelně, možná až přehnaně barevně a výrazně, ale právě to jejich duhování a „splývání“ barev na nich bylo tak jedinečné. V současnosti se o ně sběratelé div neperou.

Všeobecný přehled se sbírá léta. Tento hospodský kvíz ho prověří během dvou minut

Všeobecný přehled se sbírá léta. Tento hospodský kvíz ho prověří…

Otestujte si svůj všeobecný přehled v našem zábavném kvízu. Připravili jsme pro vás 10 otázek z různých oblastí, které prověří, jak dobře se orientujete ve světě kolem nás. Pusťte se do toho a zjistěte, jestli jste připraveni na hospodské debaty.

Proč vynechat sáčkové kávové směsi: Obsahují hlavně cukr a tuky, skutečné kávy je minimum

Proč vynechat sáčkové kávové směsi: Obsahují hlavně cukr a tuky,…

Když se u nás řekne „kafe“, každý si představí něco jiného – od poctivého turka po cappuccino z kávovaru. Často řešíme detaily jako lógr nebo mléko, ale uniká nám podstatnější problém, který si domů nosíme mnohem častěji.

Proč vás komáři milují víc než ostatní: Rozhoduje krev, pot i dech

Proč vás komáři milují víc než ostatní: Rozhoduje krev, pot i dech

Letní večery často kazí komáři, a zatímco někoho téměř ignorují, jiný je pro ně doslova magnet. Jedním z faktorů může být i krevní skupina 0, kterou podle některých studií komáři preferují častěji než jiné typy. Roli ale hraje i tělesný pach, pot nebo množství vydechovaného oxidu uhličitého.

Znamení zvěrokruhu a zdraví: Býci jsou odolní, Panny hypochondři

Znamení zvěrokruhu a zdraví: Býci jsou odolní, Panny hypochondři

Každé znamení zvěrokruhu má své silné i slabé stránky, ale pokud jde o zdraví, jedno z nich vyniká svou robustní konstitucí a přirozenou odolností.

Difenbachie: Nádherná rostlina, ale nebezpečná pro děti i mazlíčky

Difenbachie: Nádherná rostlina, ale nebezpečná pro děti i mazlíčky

Patří mezi nejoblíbenější pokojové rostliny, její velké listy s exotickou kresbou zdobí tisíce českých domácností. Jenže difenbachie má i svou stinnou stránku - obsahuje látky, které mohou způsobit vážné zdravotní potíže.

Pořád mluví o své zesnulé manželce. Nikdy se jí nevyrovnám

Pořád mluví o své zesnulé manželce. Nikdy se jí nevyrovnám

Když jsem začala chodit s Martinem, věděla jsem, že je vdovec. Myslela jsem, že to zvládnu. Že láska stačí. Ale co dělat, když vás partner neustále srovnává s někým, kdo už tu není? Když máte pocit, že bojujete s přízrakem?

Nová řada telefonů Samsung přináší zvláštní funkci pro ochranu soukromí. Cena není zrovna nízká

Nová řada telefonů Samsung přináší zvláštní funkci pro ochranu…

Nová řada Galaxy S26 přichází s funkcí, která mění pravidla hry v ochraně soukromí. Zatímco konkurence sází na rychlejší nabíjení a více megapixelů, Samsung vsadil na technologii, která dokáže během vteřiny zamezit cizím pohledům na váš displej.

Doporučené články

Když herci doplatí na váhu: Gosling přibral 25 kilo marně a Lawrence nutili hubnout pomocí nahých fotek

Když herci doplatí na váhu: Gosling přibral 25 kilo marně a Lawrence nutili hubnout pomocí nahých fotek

Fotokvíz z kriminálek 60. až 80. let: První polovičku prosvištíte, jenomže na 7. záběru utrpíte tvrdý náraz

Fotokvíz z kriminálek 60. až 80. let: První polovičku prosvištíte, jenomže na 7. záběru utrpíte tvrdý náraz

Herečka prozradila, jaký nejhorší zážitek jí Ulice přinesla

Herečka prozradila, jaký nejhorší zážitek jí Ulice přinesla

Komedie Po čem ženy touží na Nova Cinema: Mel Gibson četl myšlenky a vosk na nohy vytrpěl naostro

Komedie Po čem ženy touží na Nova Cinema: Mel Gibson četl myšlenky a vosk na nohy vytrpěl naostro

Role spartakiádního vraha mu přinesla slávu i ztrátu svobody: Herec popsal život pod drobnohledem

Role spartakiádního vraha mu přinesla slávu i ztrátu svobody: Herec popsal život pod drobnohledem

Reklama