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

Poklad středověkých mincí nalezený při rekonstrukci domu v Praze

Poklad středověkých mincí nalezený při rekonstrukci domu v Praze

Rekonstrukce domu, ze kterého se stal historický objev. Úřednice v něm našla kilogramy zlatých a stříbrných mincí.

Vědomostní kvíz: Prokažte, že máte nepřekonatelný všeobecný přehled

Vědomostní kvíz: Prokažte, že máte nepřekonatelný všeobecný přehled

Odkud berou Inuité vodu? Jak se nazývá otec matky mé sestry? A zvládnete doplnit zapeklitou číselnou řadu? Vyzkoušejte si své znalosti v našem vědomostním kvízu!

Jen 1 % lidí zvládne tuhle šílenou virtuální vystřihovánku

Jen 1 % lidí zvládne tuhle šílenou virtuální vystřihovánku

Vzpomínáte si na ty krásné chvíle z dětství, kdy jste si vytvářeli vlastní svět pomocí jednoduchých vystřihovánek? V dnešním článku vás zveme k návratu do těchto časů plných kreativity a zábavy, akorát pouze virtuálně.

Za rakouské Alpy platíme miliony. Tato česká pohoří jsou ale stejně krásná a dostupná

Za rakouské Alpy platíme miliony. Tato česká pohoří jsou ale stejně…

Krkonoše. Kdo by je neznal? O pohoří, které tvoří přirozenou hranici s Polskem, dnes ale hlavní řeč nebude. Podíváme se na jiné české hornaté pásmo, které může také konkurovat slavným velehorám.

Zapomenuté památky: Trosky starých sídel, kde dodnes doznívají kroky dávných obyvatel

Zapomenuté památky: Trosky starých sídel, kde dodnes doznívají kroky…

České země se pyšní bohatou historií, kterou si jako národ rádi připomínáme. Najdou se zde však i místa na první pohled dávno zchátralá, na jejichž dějiny se zcela zapomnělo. Pokud tápete, kam vyrazit na jarní výlet, tato tři místa na vás dýchnou historií opředenou tajemnem.

Národní „klenoty“, které Češi berou jako samozřejmost

Národní „klenoty“, které Češi berou jako samozřejmost

Když se zahraniční turisté poprvé ocitnou v České republice, většinou nejprve zamíří k ikonickým památkám. Jejich bohatá historie a umělecká i duchovní hodnota za to jistě stojí. Domácí ji už ale ani nevnímají. A nejde jen o památky.

Mladý cukrář potřebuje pomoci s odhalením deseti rozdílů. Pomůžete mu?

Mladý cukrář potřebuje pomoci s odhalením deseti rozdílů. Pomůžete mu?

Mladý cukrář se rozhodl zachytit svůj první dort na fotografii. Vyvolal si ji rovnou dvakrát, ale na jedné má deset detailů úplně jinak. Pokuste se zjistit, které věci jsou na jednom obrázku jinak, než na druhém.

Komárům je obtížné se vyhnout a šíří nebezpečné choroby: S tímto trikem ale omezíte šanci, že vás zbystří

Komárům je obtížné se vyhnout a šíří nebezpečné choroby: S tímto…

Komáři mají vyvinutý šestý smysl při hledání teplokrevné oběti. Naštěstí existuje jednoduchý trik, který je zmate a znemožní jim vás vidět. K provedení tohoto triku přitom nepotřebujete nic, co by vám ztenčilo peněženku. Naopak, je možné, že to již doma máte.

Kvíz: Jak dobře znáte svět kolem sebe? Vyzkoušejte si to v našem kvízu

Kvíz: Jak dobře znáte svět kolem sebe? Vyzkoušejte si to v našem kvízu

Od dětství nevědomky nasáváme, jak svět kolem nás funguje. Pak nastupujeme do mateřské školy a pak na základní školu. Ve škole už získáváme vědomě nové znalosti.

Hirudoterapie – léčba pijavicemi: Praxe z minulosti je opět centrem pozornosti

Hirudoterapie – léčba pijavicemi: Praxe z minulosti je opět centrem…

Některé podivné zvyky, ačkoli zní bizarně, se dnes začínají vracet. Hirudoterapie, známá jako léčba pijavicemi, se dnes vrací do módy, a to z dobrého důvodu. A nejen ve světě, ale i také u nás v Česku. Pijavice jsou však většinou využívány mezi alternativními léčiteli.

Doporučené články

Zapomenuté seriály: Bez politiky, zato s dobrodružstvím. Tajemství proutěného košíku si získalo celé generace

Zapomenuté seriály: Bez politiky, zato s dobrodružstvím. Tajemství proutěného košíku si získalo celé generace

Kvíz: Prvorepublikové filmy zná každý, ale v tomhle kvízu většina lidí pohoří

Kvíz: Prvorepublikové filmy zná každý, ale v tomhle kvízu většina lidí pohoří

Luděk Munzar žil, jako by měl několik životů. Miloval rychlost, létání i Janu Hlaváčovou, které slíbil, že nebude riskovat

Luděk Munzar žil, jako by měl několik životů. Miloval rychlost, létání i Janu Hlaváčovou, které slíbil, že nebude riskovat

Smrt jednoho znamená konec druhého: Fantasy velkofilm o dvojsrdci a ztracené cti se vrací na obrazovky

Smrt jednoho znamená konec druhého: Fantasy velkofilm o dvojsrdci a ztracené cti se vrací na obrazovky

Vinařská série chystá čtvrtý díl: Z Hádka a Langmajera jsou tátové, vinařství na Pálavě zachraňuje mladá krev

Vinařská série chystá čtvrtý díl: Z Hádka a Langmajera jsou tátové, vinařství na Pálavě zachraňuje mladá krev

Reklama