जैव संगणन

कोलकाता येथील साहा इन्स्टिट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स (SINP) मधील अनुवांशिक अभियांत्रिकीच्या प्रयत्नांनी अलीकडे एक प्रकारचे जीवाणू तयार केले आहेत जे गणिती क्रिया करू शकतात. हे यश दर्शविते की जिवाणू पेशी, सुधारित केल्यावर, बेरीज, वजाबाकी करू शकतात आणि 0 आणि 9 मधील मूळ संख्या देखील ओळखू शकतात. भारतीय संशोधकांचे कार्य बायोकॉम्प्युटर तयार करण्यासाठी एक संभाव्य पाया सुचवते – गणनेसाठी जिवंत पेशींचा वापर करणारे उपकरण. हे संशोधन संगणकीय विज्ञानामध्ये जैविक प्रणालींचे एकत्रीकरण पुढे नेऊ शकते.

बायोकॉम्प्युटिंगची उत्क्रांती आणि उदयोन्मुख क्षमता

अभ्यास होता प्रकाशित नेचर केमिकल बायोलॉजी जर्नलमध्ये. संगणनासाठी जिवंत पेशींच्या वापराने दोन दशकांची वाढीव प्रगती पाहिली आहे. सुरुवातीला, सिंथेटिक बायोलॉजीने शास्त्रज्ञांना सिलिकॉन प्रोसेसरच्या कार्याची नक्कल करून “AND,” “OR,” आणि “NOT” सारख्या मूलभूत ऑपरेशन्ससाठी सेल्युलर लॉजिक गेट्स विकसित करण्याची परवानगी दिली परंतु अधिक सोप्या स्तरावर. ई. कोली आणि यीस्ट सारख्या जीवांमध्ये अनुवांशिक नेटवर्क समायोजित करून, संशोधक पेशींना बेरीज आणि वजाबाकी करण्यास प्रवृत्त करू शकले. तथापि, या सुरुवातीच्या अभ्यासांमध्ये साध्य केलेले ऑपरेशन्स स्कोपमध्ये मूलभूत राहिले, अद्याप आधुनिक डिजिटल प्रोसेसरच्या जटिलतेशी जुळत नाहीत.

न्यूरल नेटवर्क तत्त्वांद्वारे बॅक्टेरियाच्या गणनेतील प्रगती

त्यांच्या सध्याच्या कामात, SINP शास्त्रज्ञांनी E. coli जीवाणूंच्या अनुवांशिक फ्रेमवर्कमध्ये कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क मॉडेल्स लागू केले, 14 अद्वितीय अनुवांशिक सर्किट्स एकत्रित करून वेगळे जीवाणू प्रकार तयार केले. हे जीवाणू नियंत्रित द्रव वातावरणात ठेवण्यात आले होते, जिथे ते संख्या अविभाज्य आहेत की नाही हे निर्धारित करण्यासह गणना करू शकतात. उदाहरणार्थ, विशिष्ट रासायनिक उत्तेजनांच्या अधीन असताना, जिवाणू प्रथिने स्राव करून त्यांचे प्रतिसाद सूचित करतात जे हिरव्या रंगात “होय” आणि लाल रंगात “नाही” दर्शवतात. अधिक अमूर्त समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी जीवाणूंचा हा अनुप्रयोग, जसे की अविभाज्य संख्या ओळखणे, जैविक संगणनामध्ये प्रथम क्रमांकावर आहे.

भविष्यातील संशोधनासाठी परिणाम

त्यानुसार बंगलोरमधील इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्समधील सहाय्यक प्राध्यापक मोहित कुमार जॉली यांना, हा अभ्यास पेशींच्या निर्णयक्षमतेबद्दल अंतर्दृष्टी प्रदान करू शकतो, ही प्रक्रिया अद्याप पूर्णपणे समजली नाही. निष्कर्ष जैविक माहिती प्रक्रियेच्या अभ्यासात नवीन मार्ग उघडतात आणि संगणकीय अनुप्रयोगांमध्ये जिवंत पेशींसाठी अप्रयुक्त क्षमता प्रकट करतात. SINP संशोधकांचे हे कार्य गणनेची व्याप्ती पुन्हा परिभाषित करू शकते, जीवाणूंची क्षमता जैविक संगणन माध्यम म्हणून प्रकट करते.