कंपनी की खबर आयरिश शोधकर्ताओं का आणविक कंप्यूटर डीएनए ओरिगेमी का प्रयोग करता है

आयरलैंड के हैमिल्टन इंस्टीट्यूट के तीन शोधकर्ताओं ने एक आणविक कंप्यूटर विकसित किया है, जो पानी में निलंबित परस्पर क्रियाशील डीएनए स्ट्रैंड का लाभ उठाता है, जो गुणन, विभाजन और योग करने में सक्षम है।

प्रोफेसर डेमियन वुड्स, असिस्टेंट प्रोफेसर डॉ. एबीर एशरा और डॉ. ट्रिस्टन स्टेरिन की टीम ने अपने निष्कर्षों को नेचर जर्नल में प्रकाशित किया है।वे कहते हैं कि यह शोध दीर्घकालिक डेटा भंडारण के लिए नए रास्ते खोलता है, ऊर्जा कुशल कंप्यूटिंग, और अंततः रोग का पता लगाने सहित उपयोग के मामलों के लिए कोशिकाओं के अंदर संचालित आणविक प्रणाली।

मेनूथ डीएनए शोधकर्ता

यह अवधारणा सामान्य दृष्टि से आश्चर्यजनक रूप से सरल प्रतीत होती है, लेकिन कार्यान्वयन में अत्यधिक जटिल है।शोधकर्ताओं ने नमकीन पानी की एक बूंद को एक टेस्ट ट्यूब के अंदर छोटो डीएनए टुकड़े और एक लंबा डीएनए ढाल के साथ रखामिश्रण को गर्म करने और फिर ठंडा करने से डीएनए को गणना करने के लिए प्रेरित किया जाता है। वुड्स ने टिप्पणी कीःएक महत्वपूर्ण नवाचार यह है कि प्रणाली स्वाभाविक रूप से निरंतर ऊर्जा इनपुट के बिना उस उत्तर को ढूंढती है.

इस कंप्यूटर को स्काफोल्ड डीएनए कंप्यूटर (एसडीसी) कहा जाता है। यह एक रीढ़ के रूप में लंबे स्काफोल्ड डीएनए स्ट्रैंड्स का उपयोग करता है। सैकड़ों छोटे स्ट्रैंड्स बिट्स को एन्कोड करने के लिए पूर्व-डिज़ाइन किए गए बंधन स्थानों पर संलग्न होते हैं।इन बंधनों को आणविक कार्यक्रमों के लिए इनपुट के रूप में डेटा संपादित करने के लिए बदला जा सकता हैडीएनए बातचीत लेगो ईंटों या डीएनए ओरिगेमी के समान पूर्वानुमानित रूप से व्यवहार करती है, और एक ही गीला हार्डवेयर अलग आणविक कार्यक्रम निष्पादित कर सकता है।

शीतलन प्रणाली को एक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर संतुलन स्थिति की ओर ले जाता है जो एल्गोरिथ्म आउटपुट को कोड करता है। प्रणाली संतुलन तक पहुंचने पर गणना स्वचालित रूप से होती है।शोधकर्ताओं का कहना है कि इससे अलग-अलग त्रुटि सुधार उपप्रणालियों का उन्मूलन होता है, क्योंकि सिस्टम स्वाभाविक रूप से लक्ष्य आउटपुट स्थिति में बस जाता है।

टीम ने दस कार्यक्रम चलाए, जिनमें शामिल हैंः
--- गुणा-3 से,
---विभाजन-द्वय से,
---- 8 बिट समता-अनुभूति,
---२५-बिट संख्याओं का योग ∙ १००-बिट गणना।

सिलिकॉन मानकों के अनुसार, गणना धीमी रहती है, हालांकि यह डीएनए कंप्यूटिंग के भीतर नई गति बेंचमार्क निर्धारित करती है।लगभग 11 मिलियन से 34 मिलियन तक संख्याओं को जोड़ने वाले एक प्रयोग में परिणाम आने में 14 घंटे तक का समय लगाशोधकर्ताओं ने बताया कि एसडीसी 30 सेकंड से एक मिनट में गैर-सरल गणनाएं पूरा कर सकता है।अपने प्रयोगशाला उपकरणों की गति सीमाओं से मेल खाते हैं और डीएनए कंप्यूटिंग साहित्य में प्रलेखित सबसे तेज़ ऐसे कार्यक्रमों का प्रतिनिधित्व करते हैं.

डॉ. एश्रा ने कहा: ′′परीक्षण नली में प्रतिक्रिया तेजी से होती है, लेकिन सिलिकॉन की तरह तेज़ नहीं है, और न ही इसका इरादा है। लेकिन अन्य डीएनए कंप्यूटरों की तुलना में, हमारा सबसे तेज़ है। ′′

इस उपकरण को मजबूत और पुनः प्रयोज्य भी बताया गया है, जो 25 अनुक्रमिक अलग-अलग गणनाओं को पूरा कर सकता है।

इस कार्य की जटिलता उनके नेचर पेपर में चित्रित आरेखों में देखी जा सकती है;

पूर्ण आरेख को देखने से इसका दायरा स्पष्ट हो जाता है।

शोधकर्ताओं ने अपने नेचर पेपर में लिखा है: थर्मोडायनामिक कंप्यूटिंग सिद्धांत मजबूत डीएनए डेटा भंडारण को सक्षम कर सकते हैं।धीमी डेटा पहुंच और प्रणाली की जटिलता व्यापक डीएनए भंडारण को अव्यवहारिक बनाती हैयह दावा है कि सिलिकॉन कंप्यूटिंग, यहां तक कि निरंतर बिजली की खपत के साथ, इस सार्वजनिक रूप से वित्त पोषित अनुसंधान से खतरे का सामना कर रहा है स्पष्ट रूप से अतिरंजित हैं। फिर भी,मानव कोशिकाओं को फिर से प्रोग्राम करने के लिए आणविक डीएनए कंप्यूटिंग उपयोगी साबित हो सकती है, एक रोमांचक संभावना है।

प्रोफ़ेसर वुड्स ने कहा: "यह नीले आसमान का विज्ञान है। हम नहीं जानते कि भविष्य हमें कहां ले जाएगा।"

ट्रिस्टन स्टेरिन ने शोध और इसकी उत्पत्ति का विस्तृत विवरण साझा किया।

बूटनोट्स
इस डीएनए कम्प्यूटर अनुसंधान को डीआईएससीओ परियोजना, डीएनए आधारित भंडारण और कंप्यूटिंग के लिए बुनियादी ढांचे के तहत यूरोपीय संघ का वित्त पोषण प्राप्त है।इस पहल में नए कंप्यूटिंग और डेटा भंडारण तरीकों के लिए डीएनए प्रौद्योगिकियों का पता लगाया गया है।डीएनए आधारित डिजिटल डेटा भंडारण पर यूरोपीय नवाचार परिषद के पथदर्शी चैलेंज के माध्यम से वित्त पोषित, परियोजना में लगभग € 4 मिलियन ($ 4.6 मिलियन) हैं।प्रोफ़ेसर वुड्स और मेनूथ विश्वविद्यालय के टैपडैंस समूह द्वारा समन्वित, इसके भागीदारों में म्यूनिख के डीएनए ओरिगेमी में विशेषज्ञता रखने वाले टिलीबिट और पेरिस स्थित PRGM.dev / Major Groove शामिल हैं।

TAPDANCE मेनूथ विश्वविद्यालय के हैमिल्टन संस्थान और कंप्यूटर विज्ञान विभाग के भीतर डीएनए कंप्यूटिंग इंजन के सिद्धांत और अभ्यास अनुसंधान समूह है, जिसका नेतृत्व प्रोफेसर वुड्स करते हैं।

मेनूथ विश्वविद्यालय आयरलैंड के नेशनल यूनिवर्सिटी का एक घटक स्कूल है जिसका मुख्यालय मेनूथ, काउंटी किल्डारे, आयरलैंड में, डबलिन से लगभग 15 मील पश्चिम में है।

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