A Bristol Egyetem, az Eindhoveni Műszaki Egyetem és a Microsoft kutatói sikeresen egybegyűjtöttek vegyi úton kivitelezhető kommunikációra és DNS-alapú logikai kapukkal történő molekuláris számításokra képes mesterséges sejteket.

Munkájuk fontos lépés a szintetikus protosejtekre épülő bioérzékelés, fejlett és gyors DNS-számítógépek és azok alkalmazásai felé.

A DNS-ből készült molekuláris számítógépek DNS-szálak közötti programozható interakciókkal kódolt kimenetekké alakítják át a DNS-bemeneteket.

Ezek a gépek azonban nagyon lassúak. Az ok: egyfajta vegyi „levesben” működnek, ahol számítási műveleteik kivitelezése véletlenszerű molekuláris szétszóródásoktól függ.

A folyamatok DNS input és output jelek egymás közötti küldésére és vételére alkalmas mesterséges sejtszerű egységek, protosejtek belsejében való összegyűjtésével viszont felgyorsulnak a molekuláris számítások, és a DNS-szálak védettebbek lesznek, kevésbé szenvedik el az enzimek lebontó hatását.

A protosejt-kommunikáció biomolekuláris megvalósulása (BIO-PC) nevű új eljárás félig áteresztő peoteaszóma (a legösszetettebb fehérjebontó enzimegység) kapszulák „közösségén” nyugszik. Ezek a kapszulák különféle DNS logikai kapukat tartalmaznak. A logikai kapuk együtt molekuláris érzékelésre és számításokra képesek. Egybegyűjtésükkel, csoportosításukkal nő a számítási áramkörök sebessége, modularitása és tervezhetősége.

Az új megközelítés protosejt kommunikációs platformokkal készíti elő, hogy az eddig nagyon elméleti beágyazott molekuláris áramkörök és tevékenységük – például az érzékelésben vagy a terápiában – közelebb kerüljenek tényleges alkalmazásokhoz.

„Intelligens mestersége sejtek DNS logikai kapukat használó kommunikációjával új lehetőségek nyílnak meg a nem hagyományos számítások és az életszerű mikroméretű rendszerek között. A protosejtek információfeldolgozásáról is többet megtudhatunk így, például azt is, hogy hogyan működtek az élet keletkezésekor” – nyilatkozta Stephen Mann (Bristol Egyetem), a kutatás egyik vezetője.