Дайджест

ДНК умеет считать

Ученые Калифорнийского технологического института под руководством Эрика Унфри собрали самый большой на сегодня биологический компьютер из 130 нитей ДНК, являющихся аналогом транзисторов и логических элементов. Этот компьютер в пять раз мощнее предыдущего, и позволяет вычислять простейшие логические функции, такие как «И», «ИЛИ», «НЕ». Для демонстрации эффективности своего устройства ученые сконструировали схему, вычисляющую квадратный корень из чисел до 15. «Если вы научили нити ДНК вычислять корень из 4-битного числа, то вы сможете заставить биологический компьютер справляться с множеством иных задач», — говорит Уинфри. Это мощное достижение является результатом двадцатилетних исследований на стыке микроэлектроники и молекулярной биологии и открывает широкие возможности. Например, с помощью молекулярных компьютеров в будущем возможно внедрять в тело человека устройство, которое будет измерять концентрацию того или иного вещества в крови и контролировать выброс лекарства в кровь из капсулы-носителя. Также большие надежды на биокомпьютеры возлагаются в лечении рака и малярии.
 

Но на сегодня нерешенными остаются масса проблем, связанных с большими затратами времени на вычисление (для вычисления квадратного корня понадобилось более 10 часов), а также со сложностью внедрения устройства в живую клетку.
 

Антивещество поймали в ловушку

Команде физиков, участвующих в эксперименте ALPHA в Европейской организации по ядерным исследованиям, удалось поймать и удержать атомы антивещества более чем на пятнадцать минут. Таким образом ученые смогли сделать первые шаги в изучении загадочной антиматерии.
 

У знакомых нам атомов, состоящих из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов, есть экзотические двойники — атомы антивещества. Их атом представляет собой отрицательно заряженное ядро с позитронами (антиэлектронами) на орбитах. Считается, что во время Большого взрыва атомы вещества и антивещества существовали в равных количествах. В результате взаимодействия частицы и античастицы самоуничтожаются с выделением большого количества энергии. Тем не менее по неясным сегодня причинам вещество взяло верх над своим «собратом», и родился мир, который мы знаем. Что же случилось с антивеществом: исчезло ли оно полностью, скрывается ли в отдаленных уголках Вселенной, или, быть может, породило неизвестные нам галактики-двойники?
 

По мнению ученых, ответы на эти вопросы можно получить, исследуя атомы антивещества, но так как при взаимодействии с веществом оно тут же исчезает, то удержать изворотливую антиматерию весьма проблематично. Однако новые успехи участников проекта ALPHA, сумевших поймать антиводород в ловушку и удержать его более 15 минут, открывают новую главу в исследовании антивещества и приближают нас к разгадкам его тайн. Физики планируют провести сравнение свойств антиводорода и водорода — самого распространенного элемента во Вселенной. Изучая отличия между ними, мы, вероятно, сможем понять, почему же вещество победило антивещество на этапе зарождения Вселенной. Не исключено, что результаты, полученные в ходе дальнейших исследований, полностью изменят наше представление о мире.
 

«Живой» лазер

Ученые впервые сумели получить лазерный свет из человеческой клетки. Ранее лазерные устройства изготавливали лишь из «неживых» материалов, таких как примесные кристаллы, полупроводники или газы, но команда исследователей из Центральной клиники Массачусетса и Гарвардской медицинской школы создала лазер нового поколения, используя клетку человеческой почки и зеленый флуоресцентный протеин, благодаря которому медузы светятся. Причем такой лазерный луч не наносит повреждений живой материи, проходя через нее. В перспективе возможно изучение структуры клеток с использованием этого инновационного устройства. Его создатели считают, что в будущем возможность вживлять в организм человека источник лазерного света позволит поднять медицину на новый уровень.
 

По материалам Nature
подготовила М. БЫЧКОВА