fonte: Le Scienze
Filamenti di DNA sintetico in grado di autoas-semblarsi e produrre l'equivalente molecolaredi un computer, eseguendo alcuni algoritmi icui risultati possono essere letti con il microscopioelettronico. Li ha realizzati un gruppo internazionaledi ricerca, dimostrando che il calcolo automaticoè prossimo a entrare nel dominio molecolare.
computer sciencegeneticaFilamenti di DNA che sono in grado di funzionarecome i componenti essenziali di un computer,eseguendo semplici algoritmi di calcolo.Li ha realizzati un gruppo di informatici dell'universitàdella California a Davis, della Maynooth University aKildare, in Irlanda, e del California Institute ofTechnology che li descrivono
su "Nature",dimostrando che le tecniche di manipolazionenanotecnologica sono mature per trasferire neldominio molecolare le regole fondamentalidell'informatica, finora sviluppate e applicatenel dominio dell'elettronica.
Science Photo Library RF / AGFSecondo questeregole, il calcolo automatico si basa sulla codificadelle unità d'informazione binaria, o bit, chepossono assumere solo i valori 0 e 1, con lostato aperto o chiuso di un interruttore elettrico.Combinando in modo opportuni diversi interruttori,è possibile realizzare le cosiddette porte logiche,che forniscono un risultato di output, in termini di0 e 1, in risposta a una coppia di valori di input,sempre in forma di 0 e 1.La combinazione di più porte logiche fornisce uncircuito digitale in grado di "far girare" un algoritmo,una volta che il circuito viene percorso da unacorrente elettrica.Gli studi di biologia molecolare mostrano cheanche i sistemi chimici possono immagazzinareed elaborare l'informazione necessaria a dirigerela sintesi di strutture complesse a partire damolecole di base.Nel campo delle nanotecnologie, una molecolaparticolarmente interessante per eseguirealgoritmi è il DNA, la cui struttura fondamentaleè una catena lineare di unità di base chiamatenucleotidi.Ogni nucleotide è formato da un gruppo fosfato,dallo zucchero desossiribosio e da una baseazotata che può essere solo di quattro tipi:adenina, citosina, guanina e timina (indicate anche con le iniziali A, C, G, T).Nella sua forma completa, il DNA è descrittocome una "doppia elica": due filamenti singolisi accoppiano a formare una sorta di scala achiocciola, in cui i gradini sono formati dall'unionedell'adenina con la timina e della citosina conla guanina (chimicamente non sono permessialtri legami).Nello studio, gli autori hanno utilizzato inparticolare la tecnica delle piastrelle a DNA(DNA tile).Ogni piastrella è costituita da un singolo filamentodi DNA sintetico, lungo 42 basi e suddiviso al suointerno in quattro domini di 10-11 basi.Ogni dominio rappresenta i valori 0 oppure 1, eogni piastrella contiene due domini di input e duedomini di output. Le piastrelle, inoltre, si leganotra loro spontaneamente e in modo specifico,secondo le regole di accoppiamento delle basidi DNA: A-T, C-G, fino a formare strutture più grandi.Proprio questo autoassemblaggio è ciò checonsente di svolgere il calcolo: in assenzadell'elettricità che scorre nei circuiti elettrici deicomputer, in questo caso sono i filamenti di DNAche si aggiungono via via, facendo procederel'algoritmo.A seconda delle piastrelle scelte dai ricercatoriper iniziare il programma, che costituisconol'input, si avrà un determinato risultato di outputalla fine dell'assemblaggio, risultato che puòessere letto mediante un microscopio a forzaatomica in grado di rilevare specifici marcatorilegati al DNA.A conferma delle grandi potenzialità del sistema,i ricercatori sono riusciti a dimostrare nel corsodegli esperimenti la corretta esecuzione di 21algoritmi con scopi diversi. (red)