دانشمندان ژن ها را به کامپیوتر زنده تبدیل می کنند
ابزار اپل: آیا DNA، این مولکول بنیادین حیات می تواند به یک کامپیوتر کوانتومی زنده تبدیل شود؟ دانشمندان چینی با دستکاری DNA، مرزهای زیست شناسی و فیزیک کوانتومی را شکستند. اما چطور میتوان اطلاعات را درون این ساختار زنده کدگذاری کرد؟ این خبر، پاسخ اعجاب انگیز محققان به این پرسش را فاش می کند.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه پکن با فناوری رزونانس الکتریکی هسته ای، چرخش اتم های نیتروژن در DNA را کنترل کردند. این تکنیک، اطلاعات ژنتیکی و ساختار سه بعدی DNA را در راستای چرخش های هسته ای کدگذاری کرده و راه را برای ساخت سامانه های محاسبات کوانتومی مبتنی بر DNA هموار می سازد. آینده محاسبات، حال در دل مارپیچ های ژنتیکی نهفته است.
پژوهشگران در مطالعه ای پیشگامانه، از فناوری رزونانس الکتریکی هسته ای برای کنترل چرخش های هسته ای اتم های نیتروژن در DNA استفاده کردند. این تکنیک نوین، امکان دستکاری مصنوعی ساختار DNA را برای کاربردهای محاسباتی فراهم می آورد و دریچه ای به طرف توسعه کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر DNA باز کرده است.
این مطالعه که در مجله «محاسبات هوشمند» (Intelligent Computing) پخش شده، با ترکیب شبیه سازی های دینامیک مولکولی، محاسبات کوانتومی شیمیایی و تحلیل های نظری، چگونگی تغییر الگوهای گرادیان میدان الکتریکی را در بازهای DNA و موقعیت اتم های نیتروژن بررسی نموده است. نتایج نشان میدهد که جهت گیری چرخش های هسته ای نیتروژن، اطلاعات ژنتیکی و ساختار سه بعدی DNA را بصورت کدگذاری شده در خود نگه می دارد.
یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: ما الگوهای جهت گیری محورهای اصلی گرادیان میدان الکتریکی در اتم های نیتروژن DNA را کشف کرده ایم. این جهت گیری ها به نوع بازها و ساختار سه بعدی DNA وابسته است و می تواند به عنوان سازوکاری برای ذخیره سازی اطلاعات در کامپیوترهای کوانتومی آینده استفاده گردد.
جهت گیری گرادیان میدان الکتریکی در اتم های نیتروژنِ متصل به سه اتم (مانند بازهای آدنین و گوانین)، همیشه عمود بر صفحه باز است. در اتم های نیتروژنِ متصل به دو اتم سیتوزین و تیمین، جهت گیری محور اصلی یا در امتداد نیمساز پیوندها است یا نزدیک به عمود بر آن. بازهای سیتوزین و تیمین تغییرپذیری بیشتری در راستای گیری چرخش های هسته ای نشان می دهند.
این مطالعه ادامه تحقیقات قبلی تیم است که بر کنترل چرخش های هسته ای سدیم در غشاهای فسفولیپیدی با رزونانس الکتریکی متمرکز بود. یافته های جدید این گروه، درک عمیق تری از ارتباطات پیچیده بین گرادیان میدان الکتریکی، جهت گیری اتم های نیتروژن و ساختار DNA ارائه می دهد و مسیر طراحی کامپیوترهای کوانتومی و پردازش اطلاعات ژنتیکی را متحول می کند.
کشف الگوهای چرخش هسته ای نیتروژن در DNA، نه فقط پنجره ای به طرف محاسبات کوانتومی مولکولی باز می کند، بلکه امکان دستکاری هدفمند ساختارهای ژنتیکی برای کاربردهای زیست فناوری و پزشکی را نیز تقویت خواهدنمود. این پژوهش قدمی کلیدی در هم گرایی فیزیک کوانتومی، زیست شناسی و فناوری اطلاعات شمرده می شود.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب