Onderzoekers uit Israel hebben een computer ontworpen die 330 biljoen berekeningen per seconde kan uitvoeren, wat honderdduizend maal sneller is dan de snelste computer van dit moment. Hoewel je zou verwachten dat het hier gaat om een soort supercomputer die vele tientallen, zo niet honderden vierkante meters in beslag neemt, is dit niet het geval. De computer ziet er namelijk uit als een druppeltje water in een reageerbuisje. In plaats van een processor, voeding, geheugen, moederbord en andere 'traditionele' computercomponenten, bevat deze computer slechts DNA-moleculen en enzymen.
Een jaar geleden werden er al berekeningen uitgevoerd door een computer van DNA-moleculen en enzymen, ook ontwikkeld door Israelische onderzoekers. Er was toen echter nog een molecuul, genaamd ATP, nodig om voor brandstof te zorgen. In de biochemische computer die nu ontwikkeld is, wordt het DNA-molecuul dat voor de input van de computer zorgt, tegelijk gebruikt als brandstofbron. Deze nieuwe ontwikkeling wordt in de wetenschappelijke wereld gezien als een enorme stap voorwaarts. De Guinness World Records-organisatie erkende deze nanocomputer vorige week als de kleinste biologische computer ter wereld.
Biochemische nanocomputers zijn overal om ons heen; alle levende organismen bevatten ze. In 1994 lukte het een Californische wetenschapper voor het eerst om DNA te gebruiken om informatie op te slaan en te verwerken. De enzymen zijn te vergelijken met de 'hardware' in een traditionele computer en de DNA-moleculen zijn de 'software'. De manier waarop deze moleculen chemische reacties ondergaan laat toe dat simpele berekeningen uitgevoerd worden als bijproduct van de reacties.
De input van deze computer wordt geleverd door de compositie van de DNA software-moleculen te bewerken. Het resultaat van de berekeningen verschijnt niet op een computerscherm, maar kan geanalyseerd worden uit de lengte van het DNA output-molecuul. In tegenstelling tot een gewone computer past dit alles in een reageerbuisje en ziet er uit als een klein druppeltje. Op deze manier zouden er een biljoen bio-moleculaire computers in een druppel water passen.
Tot op heden kan deze computer alleen simpele berekeningen uitvoeren en heeft hij nog geen praktisch nut. Er kan bijvoorbeeld gekeken worden of er in een lijst van nullen en enen een even hoeveelheid enen is, maar de hoeveelheid enen kan niet geteld worden. Verder kan een vraagstuk alleen met ja of nee beantwoord worden en kan een typvoud dus niet gecorrigeerd worden door de computer. Qua snelheid en omvang is deze computer echter superieur aan hedendaagse pc's. De silicium chips die nu gebruikt worden zijn steeds moeilijker op te schalen naar hogere snelheden. De bio-computer kan daarentegen in het DNA-molecuul dat zich in de nucleus van cellen bevindt in één kubieke centimeter meer informatie opslaan dan op een biljoen cd's past.
Een ander verschil is dat de pc ontworpen is om één berekening heel snel uit te voeren. DNA slierten kunnen echter miljarden berekeningen tegelijk uitvoeren. Wetenschappers speculeren dan ook dat we in de toekomst misschien hybride computers zullen zien die een silicium chip gebruiken voor 'gewone' bewerkingen, terwijl er een DNA co-processor aanwezig is voor meer toepasselijke taken zoals het oplossen van 'fuzzy logic'-problemen. Een andere, nog veel belangrijker toepassing die mogelijk wordt met deze ontwikkeling is de zogenaamde 'doctor in a cell':
Perhaps most importantly, DNA computing devices could revolutionize the pharmaceutical and biomedical fields. Some scientists predict a future where our bodies are patrolled by tiny DNA computers that monitor our well-being and release the right drugs to repair damaged or unhealthy tissue.
"Autonomous bio-molecular computers may be able to work as 'doctors in a cell,' operating inside living cells and sensing anomalies in the host," said Shapiro. "Consulting their programmed medical knowledge, the computers could respond to anomalies by synthesizing and releasing drugs."
DNA computing research is going so fast that its potential is still emerging. "This is an area of research that leaves the science fiction writers struggling to keep up," said Hawksett from the Guinness World Records.
Met deze ontwikkeling krijgen dingen als praten tegen je computer en 'mijn computer is dood', opeens een geheel andere dimensie
Voor de scheikunde-freaks onder ons, hier vind je meer informatie over deze biochemische nanocomputer: