พวกเขายังไม่ได้แข่งขันกับ Intel แต่วิศวกรชีวภาพได้สร้าง “หน่วยความจำ” แบบหนึ่งบิตที่สร้างจาก DNA ที่สามารถบันทึก ลบ และเขียนข้อมูลใหม่ภายในเซลล์ที่มีชีวิตอยู่มาวันหนึ่ง แพทย์อาจสามารถใส่อุปกรณ์ดังกล่าวเข้าไปในผู้ป่วยมะเร็งได้ เพื่อนับจำนวนครั้งที่เซลล์แบ่งตัวและแจ้งว่าเมื่อใดควรหยุดมะเร็ง หรือนักวิจัยอาจติดตามอย่างแน่ชัดว่าเกิดอะไรขึ้นภายในเซลล์เมื่ออายุมากขึ้นงานนี้ถือเป็นความก้าวหน้าทางชีววิทยาสังเคราะห์ ซึ่งเป็นสาขาใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์สร้างเครื่องมือเพื่อควบคุมพื้นฐานของชีวิตตั้งแต่เซลล์ขึ้นไป
“เราสามารถเขียนและลบ DNA ในเซลล์ที่มีชีวิตได้”
Jerome Bonnet นักวิศวกรรมชีวภาพจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว “ตอนนี้เราสามารถนำตรรกะและการคำนวณมาไว้ในเซลล์ได้แล้ว”
Bonnet และเพื่อนร่วมงานของเขาซึ่งนำโดย Drew Endy แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด กล่าวถึงความสำเร็จดังกล่าวในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวันที่ 21 พฤษภาคมในProceedings of the National Academy of Sciences
นักวิทยาศาสตร์ใฝ่ฝันมานานแล้วที่จะนำคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กไปไว้ในร่างกายเพื่อตรวจสอบและควบคุมสิ่งที่เกิดขึ้น แต่ยังไม่มีใครสร้างชิปคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนที่มีขนาดเล็กพอที่จะเริ่มการเดินทางด้วยคอมพิวเตอร์อันยอดเยี่ยมภายในเซลล์ได้
ดังนั้นนักวิจัยจึงหันมาใช้เครื่องมือทางชีววิทยา เช่น เอ็นไซม์และดีเอ็นเอแทน นักชีววิทยาบางคนได้คิดค้นสวิตช์ดีเอ็นเอที่สามารถเปิดและปิดได้ภายในเซลล์ และในปี 2009 นักชีววิศวกรรมรายงานว่าสร้าง “ตัวนับ” ทางพันธุกรรมที่สามารถนับจำนวนครั้งที่เหตุการณ์เฉพาะ เช่น การแบ่งเซลล์ เกิดขึ้น ( SN: 6/20/09 , p. 5 )
แต่ความพยายามก่อนหน้านี้เหล่านี้ทำให้ระบบสามารถเขียนข้อมูล
ได้เพียงครั้งเดียว การจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลที่มีประโยชน์อย่างแท้จริงช่วยให้สามารถลบและเขียนข้อมูลซ้ำแล้วซ้ำอีก เช่น การเขียนข้อมูลใหม่ลงในซีดีในแต่ละรอบ “สิ่งที่เราไม่มีคือตรรกะบางอย่างที่มีความทรงจำด้วย” ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในทีมกล่าว
นักวิจัยเลือก DNA เป็นสิ่งของหน่วยความจำและใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า recombinases เป็นเครื่องมือในการเปิดและปิด เอ็นไซม์เหล่านั้นมาจากแบคทีเรีย ซึ่งเป็นไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย ไวรัสเหล่านี้ใช้เอนไซม์ตัวเดียวเพื่อรวมเข้ากับจีโนมของแบคทีเรียที่พวกมันติดเชื้อ
ในการทดลอง เอ็นไซม์ได้เดินทางไปยังจุดใดจุดหนึ่งบนลำดับดีเอ็นเอที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมและพลิกส่วนเล็กๆ เพื่อให้อ่านย้อนหลังได้ ส่งสัญญาณที่สองแล้วพลิกลำดับกลับสู่สถานะเดิม เวอร์ชันที่พลิกและไม่พลิกจึงแสดงถึงสถานะ “0” และ “1” ของบิตคอมพิวเตอร์ Bonnet กล่าว
การทำงานในแบคทีเรียEscherichia coliทีมงานยังได้ปรับแต่งดีเอ็นเอเพื่อให้เรืองแสงเป็นสีต่างๆ ขึ้นอยู่กับทิศทางของเส้นใยที่เป็นปัญหา เมื่อดูการเรืองแสงของเซลล์ที่เปลี่ยนไประหว่างสีแดงกับสีเขียวแล้วย้อนกลับมาอีกครั้ง นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้เมื่อสาย DNA ถูกพลิกกลับ
จนถึงตอนนี้ ทีมของ Endy มีความทรงจำเพียงเล็กน้อย ต่อไปพวกเขาหวังว่าจะขยายได้ถึงแปดบิตหรือหนึ่งไบต์ ซึ่งเป็นเป้าหมายที่อาจใช้เวลาอีกหลายปี Bonnet กล่าว นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อเร่งการพลิกกลับ ขณะนี้ใช้เวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงในการกลับส่วนของดีเอ็นเอ
แต่ทีมงานได้พลิกแพลงเพื่อถือครองมานานกว่า 100 รุ่นภายในเซลล์ที่มีชีวิต ห้องปฏิบัติการก่อน “นี่เป็นข้อพิสูจน์ที่สำคัญของแนวคิดว่าสามารถทำได้” Bonnet กล่าว “ตอนนี้เราต้องการสร้างระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่คนอื่นสามารถใช้ได้”
Roger Brent นักวิจัยจาก Fred Hutchinson Cancer Research Center และผู้อำนวยการ Center for Biological Futures ในซีแอตเทิล แม้จะน่าสนใจ แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าหน่วยความจำแบบ DNA จะเข้ามาแทนที่หน่วยความจำที่ใช้ซิลิกอนหรือไม่ “มันจะต้องพิสูจน์ตัวเองในตลาดแห่งความคิด”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
