Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Wetenschappers ontwikkelen bio-'computer' voor dna-encryptie

Door , 28 reacties

Wetenschappers zijn er in geslaagd om een biologische 'computer' te bouwen op basis van dna-moleculen. Zij toonden aan dat het systeem voor encryptie en decryptie gebruikt kan worden, en veel berekeningen parallel kan maken.

Alle berekeningen vinden plaats in een reageerbuis met uitsluitend biologische moleculen, maar het resultaat kan uitgelezen worden doordat er fluorescerende deeltjes zijn gekoppeld aan het dna, dat op een chip is geplaatst. De wetenschappers, die werkzaam zijn aan onderzoeksinstituten in Californië en Israël, toonden aan met hun methode lichtgevende afbeeldingen te kunnen ontcijferen die versleuteld op de chip waren geplaatst.

Het encryptie- en decryptieproces werkt met vele enzymen die het dna modificeren. Omdat elk enzym een specifieke functie heeft, is het uiteindelijke effect op de dna-structuur bekend, en kunnen de wetenschappers met hun 'input' zelf bepalen wat voor uitkomst de bio-computer moet genereren. Door fluoriserende labels te gebruiken blijft het resultaat echter niet lang houdbaar: van dergelijke labels dooft het signaal na verloop van tijd uit.

Volgens de wetenschappers verloopt het uitvoeren van een 'berekening' met dna-moleculen en enzymen langzamer dan via een conventionele computer. Doordat echter biljarden van dit soort biologische berekeningen parallel plaats kunnen vinden, zou de bio-computer toch snel kunnen werken en voor bepaalde taken een concurrent kunnen vormen voor conventionele rekensystemen.

Het is niet de eerste keer dat dna wordt ingezet voor een biologische computer. Eerder werden met dna-moleculen al logische poorten gebouwd. Ook werd al eens een moleculaire computer gebouwd die in staat bleek parallele berekeningen uit te voeren.

Door Bauke Schievink

Admin Mobile / Nieuwsposter

08-02-2012 • 14:49

28 Linkedin Google+

Reacties (28)

Wijzig sortering
Dit is een interessante toepassing van reeds bestaande (en veel gebruikte) technieken.

In het gepubliceerde artikel beschrijven de auteurs hoe ze 2 'afbeeldingen' (sub-figuur A in het bovenstaande bericht van T.net) op 1 'chip' hebben geplaatst.

Beide afbeeldingen hebben in dit geval unieke 'pixels', waardoor het mogelijk is deze later van elkaar te onderscheiden - zelfs als ze overlappen.

Dit is mogelijk doordat elke 'pixel' bestaat uit een bepaalde DNA sequentie, die herkend kan worden door een andere, unieke, DNA sequentie. Dit resulteert dan uiteindelijk in sub-figuren B en C, afhankelijk van welke DNA moleculen worden aangeboden.

Met andere woorden; Je hebt een bepaald aantal pixels A en pixels B op je chip, welke kunnen worden herkend door respectievelijk DNA molecuul A en B. Als je DNA "A" aanbiedt, zal dit binden aan pixel A en door enkele volgende chemische reacties resulteert dit in groene fluorescentie - ofwel, alleen pixels A lichten op en alleen die afbeelding is zichtbaar.

Fabrikanten van dergelijke chips (zoals Affymetrix) zijn inmiddels in staat om meer dan 5 miljoen unieke DNA moleculen op een dergelijke chip te plaatsen en dit nummer stijgt de afgelopen jaren explosief. Dat betekent dat je op een chip talloze afbeeldingen zou kunnen opslaan, die alleen zichtbaar worden door een bepaalde, unieke, DNA sequentie.

Op commercieel gebied zou je dus in plaats van een vingerafdruk scanner toe kunnen werken naar een iets geavanceerder biometrisch beveiligingssysteem, maar ik verwacht dat dit meer toekomstmuziek is dan daadwerkelijke nabije realiteit...

edit; Omdat ik een paar minuten niet te doen had; http://dl.dropbox.com/u/20725/tnet.jpg Bij deze iets simpelere en duidelijkere weergave van het figuur dat in het artikel staat. Het verscil tussen groen en groen is iets minder duidelijk dan tussen blauw en rood dacht ik zo...

[Reactie gewijzigd door xKeito op 8 februari 2012 15:49]

Zoals je ook wel weet is de data kwaliteit van Affymetrix niet top. Van de miljoen varianten die je meet gooi je er uiteindelijk weer een flink aantal weg omdat ze het toch niet goed doen. Ook gaat er heel veel tijd zitten in de stappen van DNA chip naar het uiteindelijke meetresultaat. Eerst fluorescentie meten, dan data punten clusteren met programma's en de varianten meten, dan QC van de data en dan pas de gemeten SNPs echt gebruiken. Of, eerst nog imputeren wat de rest had moeten zijn. Allemaal dingen waar nu nog echte computers voor worden gebruikt (SARA of het Grid bijvoorbeeld). DNA als computer of imager gebruken is mogelijk en leuk, maar wat me verbaast is dat niemand het voor opslag gebruikt als eerste project (en dan niet alleen in een test lab). 3 miljard x4 mogelijke baseparen met zo'n 5 GB aan gecomprimeerde data in elke cel van je lichaam... waarbij de het replicatie mechanisme wel fouten maakt, maar waar dit ook makkelijk te corrigeren is door de hoeveelheid kopieŽn. Enfin, het wordt tijd dat de overheid meer investeert in research en vooral ook het uitwisselen van wetenschap tussen verschillende velden (biologie, informatica, techniek en natuurkunde).

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*