У одноклеточных организмов обнаружены способности к вычислениям

Группе ученых во главе с Грегорцем Розенбергом (Gregorz Rozenberg) из Лейденского центра по природным вычислениям (Leiden Centre for Natural Computing) удалось установить, что ряд одноклеточных организмов использует при репликации ДНК методы, сходные с традиционными способами решения вычислительных задач.

Эти микроорганизмы, известные как цилиаты (Ciliates) живут на Земле в течение примерно 2 млрд. лет и являются одними из древнейших форм жизни на нашей планете. Цилиаты отличаются от других подобных организмов тем, что их единственная клетка содержит сразу два ядра: большое и малое. Большое ядро поддерживает повседневную жизнь микроорганизма и состоит из множества цепочек ДНК, каждая из которых содержит по несколько тысяч копий одного и того же гена. Малое ядро содержит всего одну цепочку ДНК, состоящую из разных генов. В процессе размножения малое ядро превращается в большое, при этом молекула ДНК малого ядра расщепляется, а ее фрагменты перемешиваются, после чего образуются ДНК-цепочки, состоящие из единственного гена.

Розенбергу и его коллегам удалось обнаружить, что способ образования "одногенных" ДНК у цилиат весьма схож с методом перекрестных списков, который был широко распространен на заре компьютерного программирования в конце 40-х годов. Этот метод позволяет эффективно искать и сохранять связи между несколькими информационными списками. При этом Розенберг уверен, что подобные методы характерны практически для всех живых организмов.

Используя новое открытие, ученые надеются сделать новый шаг на пути к биокомпьютеру, который будет использовать для работы не электронные чипы, а молекулы ДНК. Примеры проведения таких вычислений уже существуют. Например, еще в 1994 г. Леонарду Эйдлману (Leonard Adleman) удалось при помощи сетодов биокомпьютинга решить задачу коммивояжера, заключающуюся в нахождении кратчайшего маршрута между несколькими ключевыми точками. При большом количестве точек Для решения этой задачи на традиционной ЭВМ может потребоваться до нескольких лет, тогда как при помощи ДНК задача решается гораздо быстрее. Для этого цепочки ДНК, соответствующие различным вариантам маршрута, помещаются в пробирку, а в результате получается цепочка, соответствующая кратчайшему пути.

Источник новости: BBC