Onderzoekers bouwen de basis van een DNA-computer

Aangezien de technische staat van onze samenleving steeds beter wordt, spreekt het voor zich dat er telkens weer nieuwe dingen uitgevonden worden. Israëlische wetenschappers zijn nu echter wel met een zeer opvallend project bezig, namelijk het produceren van een computer van uitsluitend DNA-materiaal. In plaats van dat transistors en dergelijke apparatuur voor berekeningen zorgen, heeft men het voor elkaar gekregen om dit door DNA-moleculen te laten doen. Op deze manier ontstaat een ondenkbaar kleine computer, die zeker niet misstaat in deze tijd waarin de huidige technieken weinig meer kleiner gemaakt kunnen worden.

De computertjes kunnen nog niet zoveel; er zijn er maar liefst duizend nodig voor het uitvoeren van één actie. Daar staat wel tegenover dat er zo'n duizend miljard van in een reageerbuis passen, die dus ongeveer een miljard berekeningen kunnen maken. Echter, op dit moment wordt hier slechts een accuratesse van 99,8 procent mee behaald, een percentage dat veel te laag is om goed te functioneren bij veelvuldig gebruik. Niettemin is het natuurlijk een enorme stap in de richting van een systeem dat in de toekomst wel 100 procent betrouwbaar zal zijn.

De computer werkt als volgt: in plaats van dat er formules en variabelen gebruikt worden voor het oplossen van problemen, zitten gegevens opgeslagen in moleculen. Het is de eerste keer dat DNA-materiaal hierbij zowel als invoer, uitvoer, hardware en software werkt. Op deze manier kan op een kubieke centimeter DNA ongeveer evenveel informatie worden opgeslagen als op duizend miljard CDs.

Het probleem zit 'm nog in de manier waarop gegevens efficiënt kunnen worden weggeschreven. De taal die hierbij gebruikt moet worden staat al vast, namelijk aan de hand van de nucleötiden die het menselijk DNA maken tot wat het is: adenine, guanine, thymine en cytosine. In een soort viertallig stelsel zal er in de toekomst dus geschreven kunnen worden, maar hoe dit precies in elkaar steekt wordt nog onderzocht. Het ultieme toekomstbeeld is een DNA-streng die als computer gebruikt kan worden voor het berekenen van allerlei dingen, aan de hand van toegevoegde moleculen.

Wat betreft de toepassingen is er op dit moment weinig mogelijk, aangezien de techniek nog maar in de kinderschoenen staat. Men verwacht echter dat het over niet al te lange tijd mogelijk zal zijn om diagnostische apparatuur in de vorm van menselijk materiaal in het lichaam te stoppen, en op deze manier ziektes snel te kunnen detecteren. Bovendien zouden we door het gebruik van dergelijke DNA-machines ook nog meer te weten kunnen komen over de werking van het lichaam, maar voor het zover is moeten we nog wel even wachten.

Met dank aan Paradiddle voor de tip richting Reuters.

Reacties (68)

[Cpt.Morgan]

>De taal die hierbij gebruikt moet worden staat al
>vast, namelijk aan de hand van de eiwitten die het
>menselijk DNA maken tot wat het is: adenine,
>guanine, thymine en cytosine.

DNA bestaat uit de 4 nucleinezuren A,G,T en C. De code in het DNA kan door cellen 'vertaald' worden naar eiwitten, maar DNA bestaat dus zelf niet uit eiwitten...

[Verwijderd]

Ik heb het nog even nagezocht, en die dingen heten nucleötiden. En die zorgen voor de productie van aminozuren, die op hun beurt weer eiwitten produceren.

[RG]

Ik heb het nog even nagezocht, en die dingen heten nucleötiden. En die zorgen voor de productie van aminozuren, die op hun beurt weer eiwitten produceren.

Das niet zo. DNA codeert enkel voor bepaalde amonizuren, die aan elkaar gekoppeld een eiwit vormen. Het DNA wordt uitgelezen en er wordt een mRNA keten gevormd, die complementair is aan de uitgelezen helft van het DNA. Deze mRNA strengen gaan naar de ribosomen waar er eiwitten van gevorm worden, door tRNA aan de mRNA te koppelen. de tRNA is gewoon zoiets als aan de ene kant een stuk dat complementair is aan het mRNA en aan de andere kant een bepaald aminozuur heeft. Door deze aminozuren aan elkaar te koppelen en de rest af te koppelen krijg je een lange aminozuurketen: een eiwit!!

Tof he, dat Biologie

[Verwijderd]

Het ging erom dat die dingen nucleötiden heten

[koffercomputer]

Een veel belovende techniek, maar ik denk niet dat het voor de consument bruikbaar zal zijn. Er zouden steeds nieuwe moleculen moeten worden toegevoegd. Misschien in de vorm van een soort inkt-patronen nu? Ik denk zelf dat quantum computers de toekomst hebben.

[intoxicated]

Waarom zouden er steeds nieuwe moleculen moeten worden toegevoegd? Als er in de processor chemische reacties plaatsvinden onder invloed van bijvoorbeeld elektrische spanningen, dan raakt er daarbij geen massa verloren, dus hoef je helemaal geen 'nieuwe moleculen toe te voegen'.

[koffercomputer]

De computertjes kunnen nog niet zoveel; er zijn er maar liefst duizend nodig voor het uitvoeren van één actie

Als je nieuwe problemen met je computer op wilt lossen zouden of oude DNA strengen moeten worden 'ontmanteld' en worden hergebruikt, of er moeten nieuwe strengen worden aangebracht. Voor zover ik weet is het niet mogelijk om elektrisch een DNA streng aan te passen zoals met RAM of een harddisk.

[Alfa Helix]

heeft ons lichaam ook een systeem voor, elke cel bevat zogenaamde knip en plak enzymen, deze kunen op bepaalde DNA sequentie stukken DNA wegknippen of toevoegen. Verder hebben we ook het DNA repair systeem (waar we overigens geen snars van snappen maar ok) vollop mogelijkheden om je 'programmatuur' aan te passen.

[Verwijderd]

dan raakt er daarbij geen massa verloren

massa kan uberhaupt niet verloren gaan
doh ... einstein ?
E=mcc, massa ^= energie, wet van behoud van energie en massa

* 786562 rysdigital

[Verwijderd]

verdwijnen, ja
verloren gaan, nee
zoals je zelf zegt, deze wordt omgezet in energie dan
lees nog een keer mijn post of zo
... of lees dit eens:
http://library.thinkquest.org/3471/energy_mas s_equiv alence_body.html
ik denk dat je natuurkundelessen niet echt helemaal zijn blijven hangen

[StGermain]

[mierensex]

*kuch* E = MC^2 en niet E=MC/2

[/mierensex]

doe mij ook maar een off-topic jongens en meisjes

edit:
dit was een reactie op Kray

[Verwijderd]

Einstein? E=mc/2 kun je gebruiken om uit te rekenen hoeveel energie er vrijkomt als je massa omzet naar energie.

Massa kan dus wel degelijk verdwijnen, waar jij op doelt is de wet van behoud van energie, namelijk dat energie nooit verloren gaat. Dit is sowieso een heel andere discussie en gaat niet op voor moleculen.

reactie op rysdigital:

verdwijnen, ja
verloren gaan, nee
lees nog een keer mijn post of zo

Dat van die mierenneuker klopt wel ja...

Sorry hoor, maar zowel verloren gaan als verdwijnen impliceren niet dat er iets voor in de plaats terugkomt, dus wat is in deze context in godsnaam het verschil? Massa kan dus verdwijnen of verloren gaan, er komt energie voor in de plaats terug wat mij betreft...

[intoxicated]

massa kan uberhaupt niet verloren gaan

Inderdaad, en dat zei ik dus ook om het inktpatronen-idee van de user 'koffiecomputer' te ontkrachten...

[mister X630]

Koffercomputer,

wat is een quantum computer??

[koffercomputer]

Een quantum computer is gebaseerd op bevindingen op het gebied van quantum mechanica.
Een atoom kan zich tegelijk in verschillende toestanden bevinden.
Een bit van een quantum computer heet een qubit, en kan zowel true als false op het zelfde moment zijn. Een quantum computer werkt volledig parallel, en heeft een enorme verwerkingskracht.
Maar helaas zijn de ontwikkelingen op dit gebied nog niet ver genoeg gevorderd om al bruikbaar te zijn.

[Verwijderd]

Tock vind ik het wel een beetje eng worden. Computers leren meer menselijke dingen (robotjes die zichzelf voeden met slakken etc...) en nu beginnen ze al met computers die uit dna (mens) bestaan... krijgen we straks robotjes bestaand uit dna die mensen eten?

[RetepV]

Mensen zijn ook computers.

Dacht jij dat je als mens helemaal los staat van enige programmering? Echt niet, al jouw handelingen en gedachten zijn voorgeprogrammeerd.

Jij bent alleen maar de zoveelste processor in een massief parallel systeem (mensheid), zonder al die andere processoren (mensen) werkt het massief parallelle systeem niet meer. Al jouw gedachten en inzichten worden getriggerd door allerlei andere processoren in het systeem, zonder die processoren zou je niets anders dan een dier zijn geweest.

Vergelijk het met mieren, die zijn individueel te stom voor woorden, maar in een groep zijn ze heel successvol. Zo ook met mensen.

[paknaald]

aaaargh Wijsgerige Antropologie
RetepV kun je ook een beetje minder stellig zijn met je beweringen?

leuk dat je Dennetts folk psychology aanhaalt, maar of dat waar is........?!?

* 786562 paknaald

[Aetje]

Nieuwtje dan: Ik ben bezig mijn computer een bewustzijn te schenken. Eigenlijk helemaal niet moeilijk, je laat et em zelf doen door middel van evolutie.

[Verwijderd]

DNA hoeft niet per definitie van een mens te komen. Volgens mij kan je ieder willekeurig zoogdier 'gebruiken' voor dit soort dingen.

[TeeDee]

ik zie het al voor me:

je hebt epilepsie. Door middel van zo'n computer (die dan volgens mij volledig geintegreerd kan worden in het menselijk lichaam) kan men precies zien waar de epilepsie vandaan komt. Ik weet dat het nu ook al zo is, maar op deze manier kan het evt. dan veel sneller en accurater. Nu moeten ze geloof ik nog per hersengedeelte vaststellen dat dat _niet_ het gedeelte is wat de epilepsie veroorzaakt.

Mensen die hart stoornissen hebben. Vrot er zo'n dna computer in, en het hart zou dan computergestuurd op ritme gehouden kunnen worden.

Zomaar wat diepe gedachten

[yvez]

Zoals je zelf al aangeeft, we weten nog steeds niet precies te vertellen waar epilepsie en andere vormen van "hersenaandoening" vandaan komen, het brein is nog steeds te ingewikkeld. Maar met zo'n dna computertje kun je gewoon zo nauwkeurig onderzoeken (dmv integratike met desbetreffende persoon) dat je gewoon precies uit kan lezen waar de epilepsie vandaan komt, wat het oproept, hoe je het kan voorkomen en weet ik het allemaal.
Maar zoals al gezegd wordt, aan deze medaille zit ook een negatieve kant, zoals idd, die ai die steeds geavanceerder wordt. Alhoewel ik zelf niet geloof in die doomsday door slimme robots, kan ik me die angst best wel voorstellen, immers, mensen hebben keer op keer aangetoond, niet altijd (en al helemaal niet allemaal) goed om te kunnen gaan met nieuwe technieken.
Dit wou ik ff kwijt

[TagForce]

Maar hoe weet dat DNA compie dat dan
Ik bedoel...Het mag dan van organisch materiaal gemaakt worden (wat nog leeft), maar daarmee weet ie nog steeds niet waar nou die epilepsie vandaan komt.

Het is nog steeds een computer en die doet ook wat wij hem vertellen wat ie moet doen...
Daarbij komt dat er nog een programmeertaal voor moet worden gemaakt zodat we dat ding iets nuttigs kunnen laten doen...

Eigenlijk is het enige voordeel wat ik uit dit berichtje haal dat ie zo gutgruwelijk klein is.

[brammus]

Mhh..

Stel je het es zo voor: Je programmeert zo'n DNA-PC zó, dat die (hersen)cel voor (hesen)cel afgaat, en vergelijkt met referentiemateriaal (gezonde (hersen)cel)...
Alle afwijkingen kunnen worden geregistreerd, en dan later geanalyseerd worden door het medisch lab, alwaar een heel specifieke oplossing (microchirurgie/medicatie) gevonden kan worden...

Nog verder in de toekomst, zou je ze kunnen koppelen met nano-bots, en zo een compleet thuis-hospitaal tot je beschikking kunnen hebben (cure tegen verkoudheid?)

[picobyte]

Uiteindelijk wordt het denk ik een analoge machine... net als zijn maker.
Doet me bdw denken aan het scheppings verhaal maar dat is een ander boek

[Pyrus]

hmm..... krijgen we strax zoiets te horen:
[trekkiemode]
We are the Borg you will be assimilated, lower your shields and surrender your ships, your biological and technological technologies wil be added to our own, your culture will adapt to serve us, resistance is futile, negotiations are irrelevant, from this day forward you will serve us.
[/trekkiemode]

[tweakerbee]

This is Jean Luc Picard from the Federation Starship the Enterprise. I am sorry, but we will have to decline your offer. We are satisfied with our o/c'ed Athlon X^5 @ 15.000 Thz. technology.

[pica]

Ey! Copyright!

[Foxfire]

En toch.. combineer deze technologie in de toekomst met AI.. Misschien zijn we wel hetgeen aan het uitvinden dat onze ondergang wordt. Misschien creeren we wel een monster...
Ik vindt dit geen fijn id.

[Aetje]

En misschien creeren we de motor voor onze vooruitgang. Koppel je eigen neuraal net aan zo'n biocomputer... En zie je intelligentie door het dak schieten.

[Verwijderd]

ik deel je mening volledig.
De mens zou zich beter wat meer bezig houden met zelf leven, ipv leven na te maken.
Niettemin, één ding is nog zo goed als onbestaand : een elektronisch bewustzijn.
Pas als ze dat in computers kunnen bakken ga ik me echt zorgen beginnen maken

Toch, moest ik ooit een XP'tje met wat DDR in me hersens kunne laten planten zou ik prolly niet al te lang twijfelen

[Bubbles]

Brrrr...
* 786562 Bravoman80

[Crazy D]

In een soort viertallig stelsel zal er in de toekomst dus geschreven kunnen worden

Uhmmm.... dan krijgen we dus True, False, Maybe, en Maybe Not

[DiSiLLUSiON]

Woehahah!

<?
if ($a==maybe true) {
dosomednathings();
} elseif ($a==maybe not true but maybe more true then not true) {
dosomeotherdnathings();
} else {
donodnathings();
}
?>

[Robin]

Het kan 4 richtingen "draaiien":

* Van boven naar beneden (b.v. true-true)
* Van beneden naar boven (b.v. true-false)
* Van links naar rechts (b.v. false-false)
* Van rechts naar links (b.v. false-true)

En zo heb je 4 mogelijk voor true en/of false

Typo

[Verwijderd]

True, False, AND en OR misschien?

[tvdleur]

Ah, wordt lekker goedkoop: ff hardware uitbereiden en geheugen, sneetje in de vinger en wat bloed doneren

(zal het DNA van slimmere mensen ook sneller zijn?)

[Verwijderd]

jij bedenkt wel meteen een akelige manier om je comp dan up te graden......al dat bloed...bah...waarom niet met je broek op je enkels voor die computer en vullen maar? Werkt ook en je hoeft je zelf niet lek te snijden....

[RetepV]

Dat is discriminatie ten opzichte van vrouwen! Daar komt vast een wet tegen

Edit: smiley, deze werd niet gesnapt: :-)

[Chadi]

DNA van slimme mensen zal niet sneller zijn omdat zij ook dezelfde 4 basis codes gebruiken voor DNA. Maar deze ontwikkeling is natuurlijk wel interessant voor mensen die bijvoorbeeld een afwijking hebben. Denk aan blindheid .. Denk aan mensen met een Zenuw (hersen) afwijking . Er liggen ongelooflijk veel mogelijkheden op het moment dat de techniek bruikbaar wordt. Het heeft natuurlijk ook nadelen vooral ethisch gezien. Want de oorlogsindustrie zal nu ook wel mogelijkheden zien. Maar zo ver zijn we nog lang niet Maar een ander probleem is dat wij ATP moleculen nodig hebben als energie bron en dat wij afval resten overhouden als we ATP omzetten dus dat wordt ook een hele klus om dit voor elkaar te krijgen

[silentsnow]

ATP gebruiken we slechts als een oplaadbare batterij. Glucose is de energie bron. Door afbraak van glucose kan netto veel ADP in ATP omgezet worden. Dit ATP is de opgeladen batterij, ADP de gebruikte, lege betterij. Afvalresten kunnen we dan in princiepe minimaliseren tot H2O en CO2. tenzij we een andere energie bron vinden dan glucose...

[Chadi]

Wil je geen afval resten hebben dan heb je toch echt Volledige verbranding nodig dus optimale toevoer en verdelingvan zuurstof ..btw ADP is niet leeg! Maar bezit een enkele fosfaat groep minder en AMP heeft weer nog een fosfaat groep minder dan ADP.