Вчені розробили спеціальний мова для програмування процесів створення синтетичної ДНК
Подібно до того, як з допомогою мов C, Python і Java пишуться програми для комп'ютерів, вчені-хіміки та біохіміки з допомогою набору спеціальних структурованих інструкцій скоро будуть в змозі програмувати процеси, що відбуваються в пробірках або живих клітинах, в яких беруть участь молекули синтетичної ДНК. Вчені з Вашингтонського університету, які розробили спеціальну мову програмування хімічних реакцій, сподіваються, що з його допомогою процеси по формуванню складних сполук, таких, як молекули ДНК із заздалегідь заданою структурою, спростяться до рівня, на якому програмуються алгоритми керування роботами, промисловими установками та іншими виконавчими пристроями. Крім біохімії, новий вид "хімічного" програмування напевно знайде досить широке застосування в медицині і фармакології.
Вчені-хіміки та викладачі навчальних закладів у своїй роботі для опису хімічних реакцій користуються мовою хімічних рівнянь, який відомий людям вже майже дві сотні років і який описує послідовність хімічних перетворень. Вчені з Вашингтона взяли за основу мову хімічних формул і розширили його, перетворивши його не просто опис реакцій, а послідовність кодів і необхідних оперативних даних для хімічного обладнання, яке буде виконувати синтез молекул і з'єднань.
"Ми починаємо програму з абстрактного математичного опису використовуваної хімічної системи, а потім, використовуючи спеціально підготовлену ДНК, ми починаємо буквально вибудовувати складні молекули, які мають необхідну нам структуру і властивості" - розповідає Георг Зеєліг (Georg Seelig), вчений з Вашингтонського університету, брав участь у створенні мови хімічного програмування, - "Використовуючи таку технологію і спеціалізоване хімічне обладнання загального призначення, можна синтезувати практично будь-яка речовина".
В даний час процес створення "мереж" з молекул певних типів є надзвичайно складним процесом, що вимагає ретельної підготовки та скрупульозного виконання. Нова мова програмування зробить досить простий реалізацію першої частини завдання, а виконання другого етапу візьме на себе комп'ютер, пов'язаний з виконавчими органами хімічного лабораторного та промислового обладнання. "Наш підхід дає вченим в руки дуже велику гнучкість. Звичайно, якщо вам потрібно що-небудь змінити в комп'ютерних розрахунках, ви змінюєте програму, запускаєте її знову. Точно також відбувається і у випадку "хімічного" програмування, змінюючи базовий набір програм, можна досягти синтезу вкрай широкого ряду органічно і неорганічних речовин, молекули яких будуть мати заздалегідь задану просторову структуру" - розповідає Георг Зеєліг.
Нова технологія "хімічного" програмування, на жаль, поки ще не готова до початку її практичного використання. Крім власне мови програмування, який вже розроблений, вченим потрібно розробити масу хімічного обладнання, яке під управлінням комп'ютера буде в змозі виконувати команди запущеній "хімічної" програми, свого роду універсальний хімічний процесор. А з допомогою досить примітивною лабораторної установки, наявної в розпорядженні Вашингтонських вчених, в якості прикладу їм вдалося спроектувати і створити деякі види синтетичних біологічних систем, точніше, складних молекул, які ведуть себе точно також, як і їхні аналоги природного походження.