Hastalıkların erken teşhisi ve dahili tedavisinden insan hafızasının güçlendirilmesi gibi fütüristik uygulamalara kadar biyolojik bilişim veya biyobilgisayar, tıpta ve bilgisayarlarda devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
Geleneksel bilgisayar donanımının canlı organlarla arayüz oluşturma kabiliyeti sınırlıdır ve bu da tıbbi cihazların geliştirilmesini kısıtlamıştır. Bilgisayarlı implantlar sabit bir elektrik kaynağına ihtiyaç duymakta, yumuşak dokuda yara izi bırakarak kullanılamaz hale gelmelerine neden olabilmekte ve organizmalar gibi kendi kendilerini iyileştirememektedirler. DNA veya proteinler gibi biyolojik moleküllerin kullanılmasıyla biyobilgisayar bu sınırlamaların üstesinden gelme potansiyeline sahiptir.
Biyobilişim tipik olarak ya canlı hücrelerle ya da canlı olmayan, enzim içermeyen moleküllerle yapılır. Canlı hücreler kendi kendilerini besleyebilir ve iyileştirebilir ancak hücreleri sıradan işlevlerinden hesaplamaya yönlendirmek zor olabilir. Canlı olmayan moleküller canlı hücrelerin bazı sorunlarını çözer ancak zayıf çıkış sinyallerine sahiptir ve ince ayar, regülasyon yapmak zordur.
Nature Communications‘da yayınlanan yeni bir araştırmada, Minnesota Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı üçüncü bir biyobilişim yöntemi için bir platform geliştirdi: Trumpet ya da Transkripsiyonel RNA Evrensel Çok Amaçlı GatE PlaTformu.
Araştırma ekibi şunu göstermiştir:
- Trumpet platformu moleküler biyobilgisayarın basitliğine ek olarak sinyal amplifikasyonu ve programlanabilirlik özelliklerine sahiptir.
- Platform, programlama dilleri için temel olan tüm evrensel Boolean mantık geçitlerini (NAND, NOT, NOR, AND ve OR) kodlamak için güvenilirdir.
- Mantık geçitleri daha karmaşık devreler oluşturmak için istiflenebilir.
Ekip ayrıca Trumpet platformu için dizilerin tasarlanmasını kolaylaştıran web tabanlı bir araç geliştirdi.
Biyolojik Bilimler Fakültesi’nde yardımcı doçent olan ortak yazar Kate Adamala, “Trompet canlı olmayan bir moleküler platform, bu nedenle canlı hücre mühendisliğinin sorunlarının çoğuna sahip değiliz” dedi. “Hücreleri yapmak istemedikleri şeyleri yapmaya zorlamaya karşı evrimsel sınırlamaların üstesinden gelmek zorunda değiliz. Bu aynı zamanda Trumpet’e daha fazla kararlılık ve güvenilirlik sağlıyor, mantık geçitlerimiz canlı hücre operasyonlarındaki sızıntı sorunlarından kaçınıyor.”
Trumpet henüz erken deneysel aşamalarda olsa da gelecekte muazzam bir potansiyele sahip. Adamala “Çok sayıda uzun vadeli sinir implantını mümkün kılabilir. Uygulamalar, hasarlı sinir bağlantılarını iyileştirmek ya da protezleri kontrol etmek gibi tamamen tıbbi uygulamalardan, eğlence ya da öğrenme ve artırılmış hafıza gibi çok daha bilim kurgu uygulamalarına kadar uzanabilir” dedi.
Başyazar ve doktora adayı Judee Sharon, Trumpet’i kanserin erken teşhisine yönelik biyomedikal uygulamalar geliştirmek için kullanıyor. Bir diğer olası uygulama ise “teranostik “tir – vücut içinde kombine tıbbi teşhis ve tedavi. Örneğin, biyolojik bir devre bir diyabet hastasında düşük insülin seviyelerini tespit edebilir ve gerekli insülini üretmek için proteinleri aktive edebilir. Bu tür bir cihaz hastanın kan dolaşımında dolaşabilecek kadar küçük olabilir. [1]New biocomputing method uses enzymes as catalysts for DNA-based molecular computing[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | New biocomputing method uses enzymes as catalysts for DNA-based molecular computing |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
