Ένας βιολογικός υπολογιστής αποκρυπτογραφεί εικόνες

Κατασκευασμένο αποκλειστικά από βιομόρια, το πρώτο βιολογικό κομπιούτερ που δημιούργησαν Αμερικανοί και Ισραηλινοί επιστήμονες, είναι ικανό να αποκρυπτογραφεί εικόνες κωδικοποιημένες σε «τσιπ» από DNA. 

Παρότι και το DNA έχει χρησιμοποιηθεί ξανά στο παρελθόν για κρυπτογράφηση δεδομένων, είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται η ανάπτυξη ενός μοριακού κρυπτογραφικού συστήματος εικόνων, με βάση έναν «υπολογιστή» DNA. Πρόκειται για ένα ακόμα βήμα στον «γάμο» ανάμεσα στη βιολογία και στην επιστήμη των υπολογιστών. Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps της Καλιφόρνιας και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Technion του Ισραήλ, με επικεφαλής τον καθηγητή Εχούντ Κεϊνάν, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο γερμανικό περιοδικό για θέματα χημείας «Angewandte Chemie», χρησιμοποίησαν το κατάλληλο λογισμικό στον βιολογικό υπολογιστή και μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν μια σειρά από εικόνες.

Οι παραδοσιακοί υπολογιστές, οι οποίοι είναι ηλεκτρονικοί, αποτελούν μηχανήματα από μέταλλα και πλαστικό που χειρίζονται ηλεκτρονικά σήματα εισόδου και εξόδου με το κατάλληλο λογισμικό, δηλαδή με μια διαδοχή εντολών που δίδεται στο μηχάνημα με την μορφή ηλεκτρονικών σημάτων. Στην περίπτωση των βιολογικών κομπιούτερ, όλα τα βασικά συστατικά (υλικό, λογισμικό, σήματα εισόδου- εξόδου) είναι μόρια. Από μια άποψη, άλλωστε, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί- και οι άνθρωποι- δεν είναι παρά βιολογικοί υπολογιστές. Σε ένα βιολογικό κομπιούτερ, τόσο το υλικό (hardware), όσο και το λογισμικό (software), είναι πολύπλοκα βιολογικά μόρια που ενεργοποιούν το ένα το άλλο, έτσι ώστε τελικά να επιτελέσουν ένα προκαθορισμένο χημικό έργο. Το αρχικό «σήμα εισόδου» είναι ένα μόριο, το οποίο στη συνέχεια, με τη βοήθεια ενός «λογισμικού», υφίσταται μια σειρά από αλλαγές, ώσπου τελικά προκύπτει στην «έξοδο» ένα διαφορετικό βιομόριο.

Από εξωτερική σκοπιά, ένα βιολογικό κομπιούτερ δεν είναι παρά ένα διάλυμα χημικών στοιχείων σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Διάφορα μικρά μόρια DNA ανακατεύονται με επιλεγμένα ένζυμα DNA και άλλες πρωτεΐνες. Ανάλογα με το ιδιαίτερο μίγμα που έχουν δημιουργήσει, οι επιστήμονες «καθοδηγούν» τη βιοχημική διαδικασία προς ένα συγκεκριμένο επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο κρυπτογραφικός βιολογικός υπολογιστής δημιουργήθηκε με βάση τις αρχές του διάσημου Βρετανού μαθηματικού και κρυπτογράφου Αλαν Τιούρινγκ.

Τα πειράματα των επιστημόνων έδειξαν ότι μια σειρά πληροφοριών μπορεί να αποθηκευτεί και να κρυπτογραφηθεί σε μόρια DNA και μετά να αποκρυπτογραφηθεί.

Πηγη

Posted in: επιστήμη, Πληροφορική