Швейцарские ученые применили инструменты редактирования генома по методу CRISPR для создания биокомпьютеров. Они отталкивались от идеи, что живая клетка – уже готовый вычислительный комплекс, способный принять данные извне и обработать их. А все человеческое тело можно рассматривать как суперкомпьютер с потрясающими возможностями при символическом энергопотреблении – чтобы он мог работать, достаточно и тарелки супа.
Использование естественных процессов метаболизма для построения логических схем является ключевой целью синтетической биологии. Ученые из Цюриха применили модифицированную версию CRISPR для сборки особого варианта фермента Cas9. Он работает как простейший процессор – может «считать» информацию из РНК-молекул, активировать в ответ экспрессию определенных генов, что приведет к синтезу белков, которые нетрудно обнаружить.
Это работает как базовый логический элемент, на основе которых и спроектированы все схемы обработки двоичного кода. Ученые сумели втиснуть в одну условную ячейку два таких обрабатывающих ядра и получили функциональный вычислительный модуль. Если подать на его вход информацию в виде биомаркеров, он произведет вычисления и представит ответ – да или нет, либо одно вещество, для анализа которого он запрограммирован, либо другое.
На самом деле для анализа сложных биомаркеров одного модуля будет недостаточно, но объединить тысячи и даже миллиарды модулей в единую архитектуру – эта та задача, которая на печатных платах была решена еще полвека назад. Теперь у ученых появился шанс повторить успех в виде живых клеток и научиться в прямом смысле «выращивать в пробирке» суперкомпьютеры произвольной мощности, которым для работы нужна будет только ложка сахара.
