Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 12

Н.И. Вавилова Российской академии наук профессор Сергей Киселев. «Создание японскими учеными первой почти полностью синтетической молекулы ДНК является яркой демонстрацией тончайшей техники эксперимента, но для генетических исследований, биологической науки значение полученного результата пока не очень понятно», — сказал он.

«В природе молекула ДНК всегда несет в себе некий смысл, некую генетическую информацию, — пояснил ученый, — молекула же, синтезированная японскими учеными, представляет собой химическую молекулу неживого вещества».

Таким образом, по мнению нашего ученого, «собранная в Японии молекула — это скорее успех комбинаторной химии или структурного моделирования химических молекул». Тем не менее, усилия экспериментаторов не пропали даром. «Искусственная ДНК предоставляет возможность хранения огромного объема информации за счет комбинирования букв генетического алфавита, — считает С. Киселев. — Полученный результат представляет собой определенный шаг вперед, поскольку на основе таких молекул, возможно, удастся создать биокомпьютер».

Сходной точки зрения придерживается и директор Института математических проблем биологии РАН Виктор Лахно. Он полагает, что разработанная профессором Масахико Инойе и его коллегами методика может оказаться весьма полезной, например, в области нанобиоэлектроники.

Основная идея этого научного направления заключается в том, чтобы использовать для создания электронных элементов — транзисторов, диодов, сопротивлений — не полупроводники, а биологические элементы — белки, ДНК, РНК и другие, поскольку молекулы ДНК проводят ток. А синтетические ДНК можно будет даже попробовать наделить свойствами сверхпроводимости.

Обнаружение же проводящих свойств молекулы ДНК, полагает российский ученый, открывает ошеломляющие перспективы. Как уже говорилось, ДНК является хранилищем всей генетической информации у всех живых существ. Причем параметры этого хранилища весьма впечатляющи. Так, диаметр молекулы ДНК составляет 2 нанометра, то есть всего две миллиардные доли метра. И длина ее не так уж велика — около 2 м. Вместить же она может такое количество информации, которое и не снилось самым сверхсовременным суперкомпьютерам.

ДНК уникальна еще и тем, что это единственная молекула, которая способна воспроизводить саму себя. Стало быть, методами самосборки из ДНК можно конструировать различные схемы, пространственные фигуры, решетки…

В Институте математических проблем биологии уже предложен проект создания электронного нанобиочипа, работающего на принципах измерения проводимости отдельных фрагментов ДНК. Его использование позволит не только диагностировать множество заболеваний, но и открыть невиданные перспективы моделирования жизни любого человека, своевременного вмешательства с помощью генетической терапии в случае какой-либо угрозы его здоровью.

Другим важнейшим для нанобиоэлектроники направлением является создание логических элементов на основе небольших фрагментов ДНК, что позволит в миллиард раз увеличить производительность компьютеров.

Сейчас уже создана биоэлектронная память на основе вируса табачной мозаики, которая в 100 раз превосходит по емкости полупроводниковую память. Использование проводящих свойств ДНК позволяет сделать плотность записи информации в миллионы раз большей, чем в современных устройствах. Вся информация, накопленная человечеством за время его существования, сможет поместиться на одном крошечном чипе.

В России, по словам ученого, освоена также технология создания нанопроводов на основе ДНК и бактериофагов. Причем нашими специалистами совместно с французскими коллегами сделано фундаменальное открытие — выявлена сверхпроводимость ДНК-проводов при сверхнизких температурах.

Создав же на основе ДНК нанокомпьютеры, далее можно будет подумать и о создании киборгов — кибернетических организмов, которые будут наделены заранее определенным набором свойств и возможностей. Если не завтра, то послезавтра генным инженерам по силам станет создание, например, дракона — чудища, похожего на динозавра с крыльями, да еще и умеющего изрыгать огонь…

Для чего это нужно? Ну, дракон, быть может, пригодится разве что в качестве персонажа очередного фильма. А вот если мы сумеем создать некий организм, способный переносить температуры до 500 °C, давление около 400 атмосфер, обходиться без кислорода и воды, то его можно отправить для изучения, а потом и колонизации Венеры.