كمبيوتر بالحامض النووي "بإمكانيات ضخمة في عالم الطب"

جهاز كمبيوتر يستخدم الحامض النووي
Image caption جهاز لتجميع المعلومات يعطي الإجابة أوتوماتيكيا

قال باحثون إنهم طوروا جهاز كمبيوتر تم فيه تخزين بيانات الحامض النووي يستطيع حل مسائل تقليدية في المنطق.

ويمكن بتطوير هذا الجهاز أن تكون له استخدامات جليلة في عالم الطب.

واستخدمت بيانات الحامض النووي في السابق لحل مسائل بسيطة، إلا ان نظاما طوره علماء إسرائيليون يستطيع أن يجيب بكفاءة على بعض الأسئلة بنعم أو لا.

وصممت شرائط الحامض النووي بحيث تعطي ضوءا أخضر ليكون الجواب نعم.

ووصف الباحثون في مجلة "نيتشر نانوتكنولوجي" برنامجا يصل ما بين لغة البرمجة الإلكترونية ومفتاح بيانات الحامض النووي في الكمبيوتر.

وكان الفريق الذي يترأسه توم ران و إيهود شابيرو من معهد وايزمان في إسرائيل قد عكف خلال الأعوام القليلة الماضية على تطوير نظم حسابات تستند إلى بيانات الحامض النووي، بما في ذلك "اجهزة كمبيوتر" يمكن أن تشخص وتعالج أمراض السرطان عن بعد.

إلا أن المقاربة الحالية مختلفة تماما، كما قال بروفيسور شابيرو لبي بي سي.

"فباستخدام الكيمياء الحيوية المتقدمة تمكننا من زرع برامج بسيطة في المنطق، والتي هي أقرب إلى الطريقة التي يتم فيها برمجة أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية".

استخدام الجزيئات

ويستخدم النظام الذي طوره الباحثون الجزيئات لتمثيل الحقائق والقواعد، وبهذه الطريقة تمكن الفريق من استخدامه للإجابة على "أسئلة" جزيئية بسيطة.

وتمت تجربة الجهاز أولا بفرضيات بسيطة على غرار (إذا، إذن). كان أحدها كل الرجال فانون"، سقراط رجل، إذن سقراط فان".

فحين تم تخزين القاعدة الجزيئية "كل الرجال فانون"، والحقيقة الجزيئية "سقراط رجل" تمكن جهاز الكمبيوتر بالحامض النووي من الإجابة على السؤال "هل سقراط رجل؟" إجابة صحيحة.

ومضى الفريق فصمم استفسارات أكثر تعقيدا تشمل قواعد وحقائق متعددة، وتمكن الجهاز من استنتاج الجواب الصحيح في كل حالة.

وتمت برمجة الجواب في شكل دفقة من الضوء الأخضر، وذلك بتزويد بعض شرائط الحامض النووي بجزيئات مشعة طبيعيا مرتبط بجزيء ثان يغطي الضوء.

بعد ذلك يقوم إنزيم متخصص ينجذب إلى الجزيء الذي يمثل الجواب الصحيح، بإزالة الغطاء فيشع الضوء.

وقال شابيرو أن استناد هذا النظام إلى الكيمياء الحيوية المتقدمة لا يعني أنه ككمبيوتر أقل كفاءة من الكمبيوتر التقليدي.

وأضاف "بالطبع عندما تكون الأمثلة بسيطة كبرنامج المنطق الذي نختبره هذه الأيام فبالإمكان برمجة الجواب بورقة وقلم رصاص، لكن نظريا لا فرق بين برامج الكمبيوتر البسيطة والمعقدة، فكلاهما لا يحسب إلا ما تمت برمجته عليه".

وأكد شابيرو أنه رغم التقدم العلمي الذي يمثله هذا الكمبيوتر إلا أن التطبيق الأمثل له هو في أجهزة حسابية مبرمجة تعمل ذاتيا وتستطيع العمل في بيئة حيوية".

وبتعبير آخر أجهزة كمبيوتر تستطيع العمل داخل خلية.