Nanotranzistoriai ląstelėse

Primary tabs

nanotranzistorius ląstelėjeChristine Daniloff

Pasauliui vis labiau žengiant į skaitmeninį amžių, mokslininkai dvejetainę sistemą nori pritaikyti ir žmogaus genams valdyti.

Sintetinė biologija ir sistemų biologija atsirado cheminių reakcijų, kurių metu ląstelėse gamindavosi baltymai, tyrinėjimų. Abiejose srityse tyrėjai bando pritaikyti dvejetainę sistemą: jei cheminis elementas ląstelėje egzistuoja, nutinka vienas dalykas, jei to ten nėra, nutinka visai priešingas dalykas.

Kai kurių mokslininkų teigimu, toks požiūris yra klaidingas – į ląsteles siunčiami signalai nėra vien nuliai ir vienetai. To pasekoje bus pristatytas analoginis grandinės modelis, imituojantis sąveikas tarp ląstelėj esančių baltymų ir DNR. Ši grandinė gana tiksliai imituoja ląstelių elgseną, bet daug svarbiau yra tai, kad analoginiam modeliui reikia mažiau tranzistorių, nei skaitmeniniam.

Tranzistoriai yra tarsi jungikliai. Kai jie įjungti, elektra teka, kai išjungti – ne. Skaitmeniniame pasaulyje tai atsoja nuliai ir vienetai.

Mokslininkai pateikia pavyzdį: „Įsivaizduokite, kad kasos ląstelė gamina insuliną. Kai gliukozės lygis pakyla, ląstelė gamina daugiau insulino. Jei lygis dar labiau pakyla, insulino gaminama dar daugiau. Jei gliukozės lygis sumažėja, insulino gaminama mažiau. Visa tai kinta laipsniškai, o ne pagal logines sąlygas.“

Analoginiai įrenginiai turi begalę pasirinkimų, tuo tarpu skaitmeniniai turi tik du. Dėl šios priežasties skaitmeninė sistema tampa labai sudėtinga, dėl to šis modelis negali būti laikomas ląstelėms.

Biologinių eksperimentų metu tyrėjai matavo dviejų skirtingų baltymų koncentracijos pokyčius. Vienas baltymas buvo atsakingas už kitų baltymų gamybą, o antrasis baltymas stabdydavo gamybą pasiekus reikiamą lygį. Šiuo atvėju baltymų koncentracija negalėjo būti nuspėta iš anksto, kaip teigia skaitmeninis modelis.

Facebook komentarai: