توسعه محاسبات روباتیک مولکولی با کمک موتور حاوی رشته DNA

محققان دانشگاه اموری نشان دادند که با استفاده از موتور حاوی رشته‌های DNA می‌توان، محاسبات منطقی و روباتیک مولکولی را وارد مرحله جدیدی از توسعه کرد.

به گزارش گروه علم وآموزش ایران اکونومیست، هنگامی‌که سلما پیرانج از دانشگاه اموری آمریکا در سال ۲۰۱۸ به آزمایشگاه سالیتا پیوست، شروع به کار بر روی پروژه‌ای کرد تا این موتورها را با ایجاد منطق برنامه‌نویسی کامپیوتری به سطح بعدی از توسعه برساند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آزمایشگاه سالیتا، پیشرو در بیوفیزیک و فناوری نانو، اولین موتور غلتشی مبتنی بر DNA را در سال ۲۰۱۵ توسعه داد. این دستگاه هزار برابر سریعتر از هر موتور مصنوعی دیگری بود و زمینه رو به رشد رباتیک مولکولی را به سرعت دنبال می‌کرد. سرعت بالای آن به یک میکروسکوپ تلفن هوشمند ساده اجازه می‌دهد تا حرکت آن را از طریق ویدئو ضبط کند.

پیرانج، در این خصوص گفت: یکی از نوآوری‌های بزرگ ما، فراتر از واداشتن موتورهای DNA برای انجام محاسبات منطقی، یافتن راهی برای تبدیل آن اطلاعات به سیگنال خروجی ساده است. هر کسی که تلفن همراه مجهز به دوربین در دست دارد، می‌تواند این سیگنال را بخواند.

خالد سالیتا، استاد شیمی در دانشگاه اموری، گفت: پیشرفت سلما موانع عمده‌ای را که بر سر راه مفید و کاربردی کردن کامپیوترهای DNA برای طیف وسیعی از کاربردهای زیست‌پزشکی قرار داشتند، از بین می‌برد.

موتورها می‌توانند اطلاعات شیمیایی را در محیط خود حس کنند، اطلاعات را پردازش می‌کنند و سپس به آن پاسخ می‌دهند و برخی از ویژگی‌های اساسی سلول‌های زنده را تقلید کنند.

سالیتا افزود: کامپیوترهای مبتنی بر DNA قبلی دارای حرکت جهت‌دار نبودند، اما برای انجام عملیات پیچیده‌تر، باید محاسبات و حرکت جهت‌دار را با هم ترکیب کنید، کامپیوترهای DNA ما روبات‌های مستقلی هستند که قابلیت‌های حسی دارند.

شاسی این موتور یک کره شیشه‌ای در ابعاد میکرون است. در طراحی این فناوری، صدها رشته DNA یا به عنوان پا به کره (شاسی) متصل شوند.

پیرانج گفت: این یک هدف اصلی در زمینه زیست پزشکی است که از DNA برای محاسبات استفاده کند. من عاشق این ایده هستم که از چیزی که در همه ما ذاتی است برای مهندسی اشکال جدید فناوری استفاده کنیم. DNA مانند یک تراشه کامپیوتری زیستی است که حجم وسیعی از اطلاعات را ذخیره می‌کند. واحدهای اصلی عملیات برای محاسبه DNA رشته‌های کوتاه DNA مصنوعی هستند. محققان می‌توانند “برنامه” DNA را با تغییر توالی AGTC روی رشته‌ها تغییر دهند.

با این حال، محدودیت‌ها در زمینه نوپای محاسبات DNA باقی مانده است. یک مانع کلیدی این است که خروجی محاسبات به راحتی قابل خواندن باشد. روش‌های کنونی به شدت بر برچسب‌گذاری DNA با مولکول‌های فلورسنت و سپس اندازه‌گیری شدت نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف متکی هستند. این فرآیند به تجهیزات گران قیمت و دست و پا گیر نیاز دارد. آن را نیز محدود می‌کند.

پیرانج اگرچه به عنوان شیمیدان آموزش دیده بود، اما شروع به یادگیری اصول اولیه علوم کامپیوتر و ورود به ادبیات مهندسی زیستی کرد تا سعی کند بر این مانع غلبه کند. او ایده استفاده از یک واکنش شناخته شده در مهندسی زیستی را برای انجام محاسبات و جفت کردن آن با حرکت موتورهای غلتشی مطرح کرد.

این واکنش که به عنوان جابجایی رشته با واسطه انگشت پا شناخته می‌شود، روی DNA دو رشته‌ای رخ می‌دهد. رشته‌ها یکدیگر را محکم در آغوش می‌گیرند. موتور نورد را می‌توان با پوشش دادن آن با DNA دورشته‌ای که مکمل یک هدف DNA است، یک توالی مورد علاقه، برنامه‌ریزی کرد.

هنگامی‌که این موتور مولکولی در حالی که در امتداد مسیر RNA خود می‌چرخد ‌با هدف DNA روبرو می‌شود، هدف DNA به قسمت انگشتی DNA دورشته‌ای متصل می‌شود، آن را از هم جدا می‌کند و موتور را در جای خود می‌چسباند.

این دو گیت منطقی اصلی «حرکت» یا «بدون حرکت» را می‌توان برای ساخت عملیات پیچیده‌تر به هم چسباند، شبیه اینکه چگونه برنامه‌های کامپیوتری معمولی بر روی دروازه‌های منطقی «صفر» یا «یک» ساخته می‌شوند.

آزمایشگاه سالیتا در حال کار برای ایجاد همکاری با دانشمندان در مرکز آتلانتا برای فناوری‌های نقطه مراقبت مهندسی شده میکروسیستم‌ها است. آنها در حال بررسی پتانسیل استفاده از فناوری محاسبات DNA برای تشخیص خانگی کووید ۱۹ و سایر نشانگرهای زیستی بیماری هستند.

  منبع: خبرگزاری ایرنا برچسب ها: ستاد توسعه فناوری نانو ، فناوری نانو ، نانوتکنولوژی

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: ستاد توسعه فناوری نانو فناوری نانو نانوتکنولوژی رشته ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۸۳۳۹۳۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

توسعه و پیشرفت بی سابقه بولینگ و بیلیارد لرستان

سید احمد موسوی: به گزارش خبرآنلاین لرستان ، سعید هدایتی در مراسم تجلیل از مدال آوران رشته ورزش بولینگ و بیلیارد استان لرستان با حضور دکتر وحید والی‌زاده مرادی مدیر کل ورزش و جوانان و جمعی از پیشکسوتان گفت : قهرمانان این ورزش در سال گذشته در دو رشته اسنوکر و ایتبال در رده‌ های مختلف سنی زیر 17سال تا 21 سال و بزرگسالان مقام های اول تا سوم کشوری را کسب کرده اند.

سعید هدایتی که از مجریان توانمند و خاص کشور نیز می‌باشد و تجربیات زیادی از عرصه رسانه و عرصه اجتماعی برای توسعه ورزش بهمراه دارد افزود: در تلاش هستیم که زیرساختهای مناسب را برای همه ورزشکاران و قهرمانان مهیا نموده تا در آینده بیلیارد استان بیشتر از گذشته در سطح ملی موفق عمل نموده و عناوین درخشانی توسط قهرمانان لرستانی کسب گردد.

رییس هیات بولینگ و بیلیارد استان ادامه داد : ‌با توجه به برنامه ریزی های انجام شده و اعزام بازیکنان و مربیان به مسابقات مختلف مهم و ملی خوشبختانه نگاه فدراسیون به لرستان تغییر یافته و عم‌اکنون نگاه ویژه ای به استان دارند که توسعه و پیشرفت این رشته ورزشی در سال گذشته را بدنبال داشته که در قیاس به ادوار گذشته کاملا بی سابقه است ‌

همچنین در ابن مراسم وحید والی‌زاده مدیرکل ورزش و جوانان استان از رشد ۲۵۰ درصدی این ورزش در لرستان خبر داد و گفت : بولینگ و بیلیارد یکی از هیئت های برتر ورزش استان هستند که حاصل تلاش و کوشش رییس هیات و هیات‌های شهرستانی می‌باشد ‌.

وی افزود : از طرف فدارسیون مربوطه هم اعلام شده که لرستان جز پنج هیت کشور است که در این راستا نیز اداره کل ورزش و جوانان نیز حمایت‌های لازم را از این هیات‌های موفق بعمل خواهد آورد.

در پایان این مراسم با اهدا لوح یادبود و هدایا از قهرمانان این رشته ورزشی تجلیل بعمل آمد و به رسم تقدیر از حمایت‌های اداره کل ورزش و جوانان از هیات بولینگ و بیلیارد استان لوح یادبودی به وحید والی‌زاده مرادی مدیرکل ورزش و جوانان لرستان از سوی رییس هیات اهدا گردید .

46

برای دسترسی سریع به تازه‌ترین اخبار و تحلیل‌ رویدادهای ایران و جهان اپلیکیشن خبرآنلاین را نصب کنید. کد خبر 1903090