美科学家开发出生物计算机 能破译DNA芯片图像

2012-02-13 20:30:14来源: 科技日报
  美国加州斯克里普斯研究院和以色列理工学院科学家开发出一种生物计算机,目前可用于破译存储在DNA芯片中的加密图像。这是首次通过实验演示基于DNA计算的分子图像密码系统。相关论文发表在最新一期《应用化学》上。

  电子计算机由硬件、软件、输入和输出4个部分构成,输入、输出的是电子信号,硬件是各种金属、塑料、导线、晶体管的复杂组合,软件是一系列电子信号形式的机器指令。而生物计算机这4个部分全是分子,所有生物系统甚至整个有机生物界、每个人都是一台生物分子计算机,其硬件和软件是复杂的生物分子,分子之间能有逻辑地进行“交谈”。它们互相激活,执行某个预定的化学反应。输入是一种经过特殊预定变化的分子,遵循一套特殊的法则(软件),这种化学计算过程的输出,是另一种明确规定好了的分子。

  新开发的生物计算机是把化学成分和一种装有溶液的管子连接在一起,溶液中混合着各种不同的小DNA分子、经过选择的DNA酶和ATP(三磷酸腺苷)。“这是一种清澈的溶液,你看不到任何东西。”领导该研究的以色列理工学院教授艾胡德·柯南说,“当分子开始相互作用,我们就可以静候结果。还可以调整混合液中DNA和DNA酶改变处理过程,以得到想要的结果。”

  生物计算机是根据图灵机的模型设计的,图灵机的操作与DNA链极为相似。阅读开端从一个字母到另一个字母,在每个位点都执行4步操作:阅读字母;用另一个字母替代该字母;改变它的内部形态;移动到下一个位置。一张指令表就是翻译规则或翻译软件,指示这些操作。“我们的设备是图灵机的简化版。”柯南说。

  柯南还指出,对于传统计算任务而言,电子计算机速度更快、更可靠,生物计算机的主要优势在于其生物特性。人们能把大量信息经过加密存储在DNA芯片中,生物计算机处理单个步骤虽然比电子计算机要慢,但它能平行处理数万亿的化学步骤,使整体计算过程非常快。“这种技术让我们能在一个芯片中印上数百万像素,经过加密后,这种芯片能存储的图像数量可以达到天文数字。”

  此外,这种设备能直接和生物系统甚至活的有机生物相互作用,因为分子计算机的4个组成部分之间都不需要接口,溶液中的分子会以一种瀑布般方式按照编好的程序进行化学反应。

关键字:生物计算  生物计算机  计算机  破译

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2012/0213/article_2692.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
生物计算
生物计算机
计算机
破译

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 医学成像 家庭消费 监护/遥测 植入式器材 临床设备 通用技术/产品 其他技术 综合资讯

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved