Phát triển thành công con chip sinh học có thể hô hấp

Thay vì dựa trên những bản mạch kỹ thuật, họ sử dụng những phân tử protein để chuyển tiếp thông tin xử lý trên một cấu trúc vi mạch sống.

Các nhà khoa học tại đại học McGill (Canada) cùng với những chuyên gia đến từ Đức, Thụy Điển, Hà Lan đã tạo ra một hướng đi mới cho việc thiết kế con chip xử lý.

Thay vì dựa trên những bản mạch kỹ thuật, họ sử dụng những phân tử protein để chuyển tiếp thông tin xử lý trên một cấu trúc vi mạch sống.

Nói cách khác, một siêu máy tính sống đúng nghĩa đen và có thể thở được như bất kỳ sinh vật sống nào khác sắp sửa xuất hiện.

Xét về kích thước, con chip mà đội ngũ nghiên cứu tạo ra chỉ là 1 hình vuông với cạnh 1,5 cm, nhưng nếu sử dụng kính hiển vi để quan sát thì chúng ta sẽ thấy một mạng lưới protein vô cùng phức tạp.

“Một cấu trúc mạch trên nền mô tế bào sống chính là những gì chúng tôi hướng tới”, kỹ sư sinh học Dan Nicolau Sr. thuộc đại học MGill cho biết.

Những sợi protein này được cung cấp năng lượng bởi phân tử chuyển hóa năng lượng adenosine triphosphate (ATP), chúng đóng vai trò như những electron bên trong một mạch điện vậy.

Dĩ nhiên, một chiếc máy tính sống sẽ phải mất nhiều năm nữa mới trở thành một thiết bị hoàn chỉnh, nhưng dựa trên những nguyên mẫu thử nghiệm của các nhà khoa học, tương lai của lĩnh vực này là hết sức hứa hẹn.

Đội ngũ nghiên cứu cũng cho biết họ hướng tới một mẫu máy tính sinh học có kích thước bỏ túi nhưng sở hữu sức mạnh tính toán không thua gì những siêu máy tính hiện nay – đặc biệt là trong khả năng tính toán song song – và không hề tốn điện.

Thêm vào đó, một chiếc máy tính sinh học sẽ cần khí oxy để các thành phần của nó bất ngờ “lằn đùng ra chết” – hay nói cách khác những cỗ máy này có thể “thở” theo một cách hiểu nào đó.

Vấn đề máy tính sinh học đã từng tạo ra một chút chú ý vào năm 2013, các chuyên gia của đại học Stanford chế tạo một loại bóng bán dẫn được làm hoàn toàn từ các vật liệu di truyền học và có thể hoạt động được khi nằm bên trong một vi khuẩn đang sống thực thụ.

Khả năng có thể cấy ghép vào các thực thể sống chính là ưu điểm lớn nhất của loại bóng bán dẫn này so với bóng bán dẫn truyền thống, vốn được làm từ các vật liệu nhân tạo.

Với cái tên Transcriptor, bóng bán dẫn sinh học này được cấu thành từ một tế bào sống, bên trong tế bào đó chứa một mẫu phân tử ADN có kích thước vô cùng nhỏ, chỉ thấy được khi soi qua kính hiển vi.

Để tạo ra nguyên mẫu chip đề cập phần đầu của bài viết, các nhà khoa học đã phải mất tới 7 năm. Họ đang tiến hành những thử nghiệm kiểm chứng khả năng tính toán song song của nó với những phép tính từ đơn giản đến phức tạp.

Thêm vào đó, kỹ sư Dan Nicolau Sr. cũng nhấn mạnh rằng mặc dù ông và các đồng nghiệp mới chỉ tạo ra được những bước tiến đầu tiên của việc tạo ra một siêu máy tính sinh học trong tương lai.

Theo Tri Thức Trẻ