Израильские ученые создали молекулярный компьютер, который для произведения подсчетов использует ферменты. Итамар Виллнер, который сконструировал молекулярный калькулятор со своими коллегами в Еврейском университете Иерусалима, считает, что компьютеры, работающие на ферментах, когда-нибудь можно будет вживлять в человеческий организм и использовать, например, для регулирования выброса лекарств в систему метаболизма, пишет New Scientist.

Ученые создали свой компьютер, используя два фермента – глюкозу дегидрогеназу (glucose dehydrogenase, GDH) и пероксидазу из хрена (horseradish peroxidase, HRP) – для запуска двух взаимосвязанных химических реакций. Два химических компонента – перекись водорода и глюкоза – использовались как вводимые значения (А и В). Присутствие каждого из химических веществ соответствовало 1 в двоичном коде, а отсутствие – 0 в двоичном коде. Химический результат ферментной реакции определялся оптически. Ферментный компьютер использовали для проведения двух фундаментальных логических вычислений, известных как AND (где A и B должны быть равными единице) и XOR (где A и B должны иметь разные значения). Добавление еще двух ферментов – глюкозооксидазы (glucose oxidase) и каталазы (catalase) – связало две логические операции, дав возможность сложить двоичные числа, используя логические функции.

Ферменты уже используют при вычислениях, применяя специально закодированную ДНК. Такие ДНК-компьютеры потенциально способны превзойти по скорости и мощности кремниевые компьютеры, поскольку могут осуществлять множество параллельных вычислений и помещать огромное количество компонентов в крошечное пространство. Но Виллнер говорит, что ферментный компьютер создан не ради скорости: для вычисления ему может потребоваться несколько минут. Скорее всего, он будет встраиваться в биосенсорное оборудование и использоваться для мониторинга и корректировки реакции пациента на определенные дозировки препарата.

«Это компьютер, который можно интегрировать в человеческий организм, – рассказал Виллнер New Scientist. – Нам кажется, что ферментный компьютер можно использовать для вычисления пути метаболизма».