Giới nghiên cứu tin rằng trong tương lai, các máy tính sinh học nhỏ có thể đi khắp cơ thể để giám sát sức khỏe và sửa chữa bất kỳ “trục trặc” nào mà chúng phát hiện.
Nhóm chuyên gia thuộc Đại học Hoàng gia London (Anh) cho thấy họ có thể chế tạo các “cổng logic” - vốn là thành phần chính của các bộ vi xử lý hiện đại - từ những vi khuẩn và hóa chất vô hại. Các cổng logic sinh học này, vốn được mô tả trong chuyên san Nature Communications, là hệ mạch sinh học tiến bộ nhất được giới khoa học tạo ra.
|
|
Giáo sư Richard Kitney, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Cổng logic là các khối lắp ghép cơ bản trong bản mạch silicon vốn là nền tảng của toàn bộ kỷ nguyên số. Không có chúng, chúng ta không thể xử lý thông tin số. Giờ đây chúng ta đã có thể tái tạo những thành phần này bằng cách sử dụng vi khuẩn và ADN. Hy vọng công trình này có thể dẫn đến sự ra đời một thế hệ bộ xử lý sinh học mới, với những ứng dụng trong xử lý thông tin như thiết bị điện tử tương đương”.
Dù đó vẫn là một tương lai không gần, nhóm nghiên cứu tin rằng một ngày nào đó các cổng logic sinh học có thể trở thành những khối lắp ghép trong các máy tính sinh học siêu nhỏ. Các thiết bị này có thể là những bộ cảm biến “bơi” trong các động mạch, phát hiện sự hình thành các mảng bám có hại và chuyển thuốc nhanh chóng đến khu vực bị tác động. Chúng cũng có thể là những “chiến binh” phát hiện và tiêu diệt tế bào ung thư bên trong cơ thể, hoặc được triển khai như những “cảnh sát môi trường” để phát hiện và vô hiệu hóa những chất độc nguy hiểm, chẳng hạn như thạch tín.
Các nghiên cứu trước đây chỉ chứng minh rằng cổng logic có thể được chế tạo. Ưu điểm của cổng logic sinh học so với các nỗ lực trước đó là chúng “xử sự” giống các “đồng nghiệp” điện tử hơn. Các cổng logic mới cũng được thiết kế theo mô-đun, nghĩa là chúng có thể được lắp ghép với nhau để tạo ra những loại cổng logic khác nhau, mở đường cho việc chế tạo những bộ xử lý sinh học tinh vi hơn trong tương lai.
Trong một cuộc thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã cho thấy các cổng logic sinh học có thể bắt chước cách các cổng logic điện tử xử lý thông tin bằng cách “bật” hoặc “tắt”. Các nhà khoa học đã tạo ra một loại cổng logic có tên gọi “ADN Gate” từ vi khuẩn E.Coli, vốn được tìm thấy trong ruột. Các chuyên gia đã biến đổi vi khuẩn E.coli bằng ADN đã được “lập trình” lại để thực hiện quy trình bật-tắt như cổng logic điện tử khi được kích hoạt bằng hóa chất. Ông Kitney và các cộng sự cũng có thể cho thấy các cổng logic sinh học có thể được kết nối với nhau để hình thành những thành phần tinh vi hơn theo cách mà các bộ phận điện tử được tạo ra.
Bước tiếp theo của cuộc nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phát triển bộ mạch tinh vi hơn với nhiều cổng logic khác nhau. Một trong những thách thức đối với nhóm nghiên cứu là tìm ra cách gắn kết các cổng logic sinh học lại với nhau, tương tự như cách các cổng logic điện tử “nối vòng tay lớn”, nhằm thực hiện quy trình xử lý phức tạp hơn.
Trùng Quang
Bình luận (0)