19世紀、コンピューターの設計を開発したチャールズバベッジは、機械要素に依存していました。 ENIAKは、40年代半ばに作成された最初の近代的なユニバーサルコンピューターであり、真空管の動作の特徴に基づいています。 今日、コンピューターは論理演算を行うために半導体素子に基づいたトランジスターを使用しています。
スタンフォード大学のバイオエンジニアチームは、遺伝物質から論理要素を作成しました。これは、生物学的トランジスタまたは転写体と呼ばれていました。 彼らはこれを今年3月28日にScience誌に報告しました。
この出版物で、研究者は、特定の条件下でオンまたはオフにできる機能セル内の遺伝子トランジスターの普遍的なシステムについて説明しました。 この研究の著者は、時間の経過とともに、そのようなトランジスタのグループが顕微鏡の生きたコンピューターになることを望んでいます。
この種のコンピューターは、さまざまなタスクを実行できます。毒素の存在の判定、がん細胞の分裂数のカウント、またはあらゆるタイプの細胞に対する薬物の効果に関する詳細かつ正確な情報の提供。 たとえば、癌細胞の制御されない分裂を避けるために、分裂数の特定のしきい値に達したときに死ぬように細胞内のコンピューターをプログラムできます。
ドリュー・アンディ（写真）は、将来、どんな生きたセルにも小型コンピューターを設置できるようになることを望んでいるが、シリコン・マイクロエレクトロニクスを交換することに疑問の余地はないと指摘している。 携帯電話やラップトップのシリコン充填物を稼働中のコンピューターに置き換えることは期待されていませんが、コンピューターはシリコンでは不可能だった場所で動作します。
チームは、例として大腸菌を使用したバイオコンピューターの仕事を実証しました。これは遺伝子研究に非常に典型的です。 トランスクリプターは特定の酵素を使用して、コンピューターの何百万ものシリコントランジスタが電子の流れを制御するのと同じ方法で、DNA鎖に沿ったRNAポリメラーゼの流れを制御します。 転写酵素の選択は、細菌と菌類および動物細胞の両方で機能する必要があるため、時間がかかり、重要な作業です。
従来のシリコントランジスタのように、転写体は小さな電流で大きなものの挙動を制御できます。 酵素活性の小さな変化（転写シャッター）は、関連する遺伝子（チャネル）の大きな変化をもたらします。 トランスクリプトを組み合わせることにより、研究者はブール論理要素の完全なセットを作成しました-AND、AND-NOT、OR、排他的ORおよび排他的NOT-ORの生物学的同等物。 このような要素のセットにより、生物学的コンピューターは細胞内で計算を実行できます。
しかし、細胞内で計算を実行するには、データを保存するための生物学的デバイスが必要であり、遺伝物質の情報をコード化する実験はすでに 実行 さ れています。 生産的な生物学的コンピューターの急速な出現を期待すべきではありませんが、たとえば新しいタイプの薬を広めることは十分に可能です。 生物学的コンピューティングテクノロジーの開発を期待して、スタンフォード大学の研究者は（バイオ）ロジック要素の設計をパブリックドメインに変えました。
ExtremeTechおよびStanford School of Medicineのサイトに基づいています。