מחשוב DNA

מחשוב DNA עושה שימוש ב-DNA ובביולוגיה מולקולרית, במקום במחשב סיליקון מסורתי.

תחום זה פותח לראשונה על ידי לאונרד אדלמן מאוניברסיטת דרום קליפורניה. בשנת 1994, אדלמן הדגים שימוש ב-DNA לצורך פתרון בעיית הסוכן הנוסע בין שבע הנקודות. מאז ניסוייו של אדלמן חלה התקדמות והוכח כי ניתן לבנות מספר מכונות טיורינג.

ב-28 באפריל 2004 הכריזו פרופ' אהוד שפירא, יעקב בננסון, בנימין גיל, אורי בן-דור ורבקה אדר ממכון ויצמן, בכתב העת Nature, שהם הצליחו לבנות מחשב DNA. הביו-מחשב מאפשר לאבחן פעילות סרטנית בתוך תא. לאחר האבחון משחרר הביו-מחשב תרופה נוגדת סרטן בהתאם לאבחון.

ב-28 ביוני 2007 פרופסור אהוד קינן מהטכניון ועמיתיו הכריזו במאמר בכתב העת המדעי ChemBioChem כי פיתחו מחשב ביולוגי, אשר בנוי ממולקולות DNA ואנזימים ויכול לגרום לתופעות ביולוגיות. זו הפעם הראשונה שבה תהליך חישוב מולקולרי מוביל לתכונה נראית של בעל חיים. במהלך המחקר הזה, קבע המחשב את צבעם של חיידקים: כחול או לבן.

מחשוב DNA זהה ביסודו למחשוב מקבילי בכך שהוא מנצל הרבה מולקולות שונות של DNA כדי לנסות אפשרויות רבות בו זמנית. פרופ' קינן מגדיר את היתרון העיקרי של מחשבים ביומולקולריים כנובע בעיקר מיכולתם לתקשר ישירות עם מערכות ביולוגיות ואפילו עם יצורים חיים. זאת מכיוון שכל מרכיבי המחשב הביולוגי, כולל חומרה, תוכנה, קלט ופלט, הם מולקולות אשר משתתפות בשרשרת של אירועים כימיים מתוכנתים מראש.

עבור בעיות מיוחדות מסוימות, מחשבי DNA מהירים וקטנים מכל מחשב אחר שנבנה עד כה.

מחשוב ה DNA לא מאפשר יכולות חדשות מנקודת המבט של תורת הסיבוכיות - המחקר של סוגי הבעיות החישוביות שקשה לפתור.

המונח מחשוב DNA חופף לננוטכנולוגית DNA אך גם נבדל ממנו. המונח האחרון עושה שימוש בצמד הבסיסים של ווטסון-קריק כדי לייצר מבנים חדשים מ DNA. המבנים הללו יכולים לשמש במחשב DNA אך אין זה הכרחי.

ראו גם

• ביו-מחשב
• מחשוב מקבילי

קישורים חיצוניים

• הודעה לעיתונות של מכון ויצמן משנת 2001
• הודעה לעיתונות של מכון ויצמן משנת 2003
• הודעה לעיתונות של מכון ויצמן משנת 2004
• משה רונן, מיחשוב ביולוגי: הנציגים שלנו בגינס, באתר ynet, 28 בדצמבר 2003
• אבי בליזובסקי, שני ישראלים בין 100 הממציאים המובילים בעולם, באתר ynet, 20 בספטמבר 2004
• אתר המסביר כיצד עובד מחשב DNA
• Physics Web
• אתר בשם Ars Technica
• NY Times מחשב DNA לאבחון סרטן
• מחשבי ה DNA מקבלים חיים - סיינטיפיק אמריקן (באנגלית)
• ריכוז מאמרים בנושא המחשוב הביולוגי, באתר "הידען"
• איתי להט, חי, צומח, מחשב, באתר כלכליסט, 17 בספטמבר 2013