Компьютер из бактерий решил задачу о сортировке блинов

Авторы исследования. Фото с сайта parts.mid.edu

Ученые создали из генетически модифицированных бактерий "живой компьютер", способный эффективно решать классическую вычислительную задачу – о сортировке блинов. Результаты работы описываются в статье в журнале Journal of Biological Engineering.

В задаче о сортировке блинов (задаче о горелом блине, Burnt Pancake Problem) имеется стопка блинов разного размера, у каждого блина одна сторона – горелая, другая – золотистая. За одну операцию разрешается перевернуть один или несколько соседних блинов. Надо за как можно меньшее число операций отсортировать стопку по размеру (самый большой блин внизу), при этом все блины должны быть обращены золотистой стороной вверх.

Для решения этой задачи автор Кармелла Хэйнс (Karmella Haynes) и ее коллеги создали аналоговый компьютер из генетически модифицированных бактерий Escherichia coli (кишечная палочка). Аналогом блинов служат сегменты плазмидной ДНК. "Переворачивает" их рекомбиназа Hin/hix, позаимствованная у другого вида бактерий – Salmonella typhimurium.

Когда сегменты выстраиваются в нужном порядке, бактерия приобретает устойчивость к антибиотикам. Время, которое требуется микроорганизмам для того, чтобы прийти к решению, отражает минимальное количество шагов в математическом решении.

"Эта система имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными компьютерами, – говорит Хэйнс. – В одной колбе могут находиться миллиарды бактерий, каждая из которых потенциально способна содержать несколько копий ДНК, используемой для вычислений. Такие «бактериальные компьютеры» могут работать параллельно, а это означает, что решение потенциально может быть достигнуто быстрее, чем на обычном компьютере". Кроме того, бактериальные компьютеры могут сами использовать механизмы починки, а также эволюционировать при многократном использовании.

Исследователи подчеркивают, что это первая демонстрация параллельных вычислений на биологическом компьютере, проведенных in vivo, а не in vitro. Отметим, однако, что три года назад принстонские ученые также сообщали об изготовлении похожего компьютера (тоже из E. Coli) – правда, выполнявшего более простые операции.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:00 24 февраля 2017

Стрелять, Карл!

Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Самый лучший президент
Американские историки составили список наиболее успешных руководителей страны
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Закат Запада
В Мюнхене самые влиятельные политики мира похоронили старый мировой порядок
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонииСидеть!
Как молодая советская власть карала своих граждан
Стрелять, Карл!
Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Геноцид во благо
Уничтожение всего живого стало возможным на генном уровне
Белая вдова
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Джеки» до «Тони Эрдманна»
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Орхан Памук«Ни одна жизнь не достойна романа»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды