News DNA-Computer: Theoretisch hohe Rechenleistungen möglich

Als ich am Anfang des Berichts war dachte ich noch so... ääääh LOL?! weil ich dachte es ist wieder ein CB April Scherz. Doch dann fiel mir ein wir haben doch erst März....
Dann las ich weiter und kam auf: "basteln die an einem "Frankenstein" Projekt oder sowas in der Art" und zum Schluss kam mir der Gedanke: "Da bekommt die Abkürzung KI einen ganz neue Bedeutung."

Fazinierendes Thema ohne Frage.
 
But can it run Crysis?
 
Pete in Love

Es ist ein kühler und verregneter Sonntag, morgens, ein gewöhnlicher nasskalter Frühlingstag im Jahre 2070.
Das Wetter grau, die Stimmung - mau. Was sollte Pete mit diesem Tag nur anfangen?
Doch da war ja noch Uschi, hach die Uschi, ein supermoderner DNA-Hochleistungscomputer mit Sprachsteuerung und allem was Petes Herz begehrt.
Fröhlich und frohen Mutes schwebt Pete über den zu einhundert Prozent aus Bio Stoffen hergestellten, und auch essbaren Laminat auf dem Boden, welcher über dem Holz Parkett aus längst vergangene Zeiten liegt. Man schützt diese wertvolle Stück des selten gewordenen Holzes vor den Folgen des Alltags. Damit der Besuch nun auch erkennt welche Schätze Pete hier schützt, ist auf dem Bio Laminat ein großes Gütesiegel auf dem steht: - Mit diesem Biolaminat wird Echtholzparkett geschützt, gefolgt von mehreren Sponsoren.
Pete versinkt in Gedanken, - ob es wohl schon immer so sei, oder es nur eine aktuelle Mode ist?
Heute im Jahre 2070 weiß man alles und doch auch nichts, Informationen so weit das Herz begehrt, es gibt Antworten auf alle Fragen, aber ist das wirklich Wissen fragt sich Pete innerlich ganz leise und höflich?

Nicht lang hält der Verdruss: „frage ich einfach die Uschi“ - stöhnt es erleichtert aus Pete heraus. Uschi weiß bestimmt eine Antwort, Uschi weiß alles, hach... Uschi ist einfach immer für mich da.
Pete setzt sich vor den Schreibtisch, Uschi bemerkt dies und schaltet den 14k - 3,5D Holoschirm ein. Ja die Uschi, ein wunderbares Stück Technik, ach was sage ich da, Technik ? - nein, DNA .
Doch was ist das? Uschi meldet sich nicht? Pete ist wieder in Gedanken, was war bloß passiert, was sollte er ohne Uschi nur tun, geht es ihr gut?
Eine kleine Zeile auf dem Holoschirm deutete an was los war.
Ich bin Erkältet, ich kann heute nicht stand dort ganz klein und schüchtern.

Pete geriet in Panik, was mache ich denn jetzt bloß? Normalerweise würde er in so einer Situation seine Uschi fragen, aber ...
Dann die Idee, sein Nachbar hatte doch das selbe DNA Modell, warum also nicht ihn um Rat fragen.
Sofort eilte Pete zu seinem Nachbarn: „Du Klaus, kannst du mal deine Uschi fragen, ich weiß nicht was ich machen soll!? “ ; er erklärte die Situation und bekam Promt eine Antwort.
Meine Uschi sagt du sollst den DNA-PC Doktor rufen.
Sofort eilte Pete wieder in seine Wohnung hinüber und rief den Prof.D. - P.D.DPD an.
Bleiben sie ganz ruhig, sagte der Doktor, das ist völlig normal bei den neuen DNA Computern, Uschi braucht nur ein paar Tage Ruhe. Das wird wieder.
Erleichtert holt Pete eine Decke aus dem Schlafzimmer und legt sie behutsam über seine Uschi.
Dann umarmt er sie und flüster leise, „das wird schon wieder Uschi, ... bald bist du wieder gesund, bald geht es dir wieder gut“ .
Und so neigt sich wieder einmal ein nasskalter Frühlingstag voller Liebe im Jahre 2070 dem Ende zu.
 
Danke für den Bericht. Nicht das ich in der Lage wäre im Detail zu verstehen was da los ist, aber ich verstehe "satzfetzen"

Empfinde es als äußerst interessant das es noch andere Medien zur Datenberechnung gibt.
Es klingt nur so abstrus für mich, dass ein nachvollziehen echt schwer ist.

Aber gut, ein gtx 980ti Thread übers Flaschen ist auch nichts für den ps4 Kevin 😜
 
Oha wie futuristisch das einfach klingt. DNA Computer? Und wie würde ein Computer mit Trisomie 21 aussehen?

@AdmiralPain

Wunderschön. Was wohl Pete tun würde wenn Uschi Krebs bekommt?
 
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ZuseZ3 schrieb:
Nein eben nicht... z.B bei jedem nicht (beliebig) parallelisierbarem Problem ziehst du nen Quantencomputer mit nem Abaskus ab...
Da hilft dir auch neue Software nicht.
Die Skalierbarkeit durch den Verbrauch ist aber deutlich besser. Irgendwann bekommt man die entstehende Hitze nicht mehr weggekühlt, weil die Fläche zu klein ist. Quantencomputer haben das Problem nicht.
Und gerade die parallelisierten Programme sind die Zukunft. Man kann leichter über mehr Kerne skalieren also über anderes gedöns. Hüben wie drüben wird da der Fokus immer mehr gesetzt.
 
Ganz interessant - sowas - wir werden sehen - hat der Blinde gesagt mMn.
 
Heißt das, dass ich jetzt Proben meines Körpers hier im Marktplatz verkaufen kann? Meine Gene sind top in Ordnung und stammen aus einem Nichtraucherhaushalt.
Was krieg ich dann dafür? Für ein Haar 100 Euro? Einen Fingernagel 200?

Klingt zumindest ähnlich faszinierend wie die Zeitkristalle, über die heute bzw gestern geschrieben wurde.
 
Anhand des Artikels lässt sich die Methode technisch nicht ansatzweise nachvollziehen. Nach einem kurzen Blick ins Paper ist auch klar, dass es in Bezug auf heutige DNA Editing Techniken eine Traumvorstellung ist. Dass Crispr in vitro noch nicht angewendet werden kann, ist aber falsch. Der Verweis auf die Kapazität gängiger PCR Cycler ist unsinnig, da sie nicht für Hochdurchsatz-Anwendungen gedacht sind. Diesbzgl. sollte man sich mit Sequenziertechniken (z.B. HiSeq) beschäftigen. Auf aus dem Zusammenhang gerissene Phrasen wie "das Cytoplasma als Programm benutzen" sollte man auch besser verzichten, wenn man erst genommen werden will- wobei die Idee, über IT-bezogene Neuigkeiten aus den Naturwissenschaften zu berichten, natürlich absolut begrüßenswert ist:)
 
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Rhizojo schrieb:
Dass Crispr in vitro noch nicht angewendet werden kann, ist aber falsch.

CRISPR/Cas9 setzt funktionierende DNA-Reparaturmechanismen voraus. Das System sorgt für gezielte Doppelstrangbrüche, die aber anschließend repariert werden müssen, um die eigentliche Mutation zu erzeugen, entweder per NHEJ oder über homologe Rekombination. Nach meinem Kenntnisstand ist das heute in vitro (also außerhalb einer lebenden Zelle) noch nicht machbar - wenn du eine anders lautende Quelle kennst, würde ich mich über einen Link dazu freuen!

Rhizojo schrieb:
Der Verweis auf die Kapazität gängiger PCR Cycler ist unsinnig, da sie nicht für Hochdurchsatz-Anwendungen gedacht sind. Diesbzgl. sollte man sich mit Sequenziertechniken (z.B. HiSeq) beschäftigen.

Bei HiSeq-PCRs (z.B. Illumina-Methode) wird für alle DNA-Stücke dasselbe Primerpaar genutzt, denn die Probe wird vorher mit entsprechenden Adaptern versehen. So gesehen läuft also nur eine einzige PCR ab, aber mit unterschiedlichen Templates. Das könnte man für die in diesem Paper beschriebene Methode zwar nutzen - aber wie könnte man im nächsten Schritt weiter arbeiten?
Für Sequenzierungen werden die DNA-Moleküle auf einer Oberfläche fixiert, weil keine weiteren Anwendungen abgesehen von der Sequenzierung selbst durchgeführt werden. Sollen die DNA-Stränge jedoch immer weiter für neue Mutagenesen und Amplifikationen genutzt werden, müssen sie nach einer PCR voneinander getrennt werden können, weshalb separate Reaktionen benötigt werden.
Wenn ich mit diesem Gedankengang falsch liege, bitte ich um Korrektur :)
 
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Thomas B. schrieb:
CRISPR/Cas9 setzt funktionierende DNA-Reparaturmechanismen voraus. Das System sorgt für gezielte Doppelstrangbrüche, die aber anschließend repariert werden müssen, um die eigentliche Mutation zu erzeugen, entweder per NHEJ oder über homologe Rekombination. Nach meinem Kenntnisstand ist das heute in vitro (also außerhalb einer lebenden Zelle) noch nicht machbar - wenn du eine anders lautende Quelle kennst, würde ich mich über einen Link dazu freuen!
http://mbio.asm.org/content/6/6/e01714-15.full
CRISPR/Cas9 setzt keine DNA-Reparaturmechanismen voraus, das ist lediglich bei CRISPR-vermittelter HR/NHEJ der Fall (also ursprünglichen CRISPR-Anwendungen, die insbesondere die HR optimieren/induzieren). Cas9 fungiert im Engineering aber grundsätzlich erst einmal als DNA-Bindeprotein, das durch diverse Mutationen und Erweiterungen vielfältige Anwendungen erlaubt (u.a. auch durch Fusion mit der Rekombinase Hin (oder Gin?) als HR-unabhängiges Editing-Werkzeug). In hiesigem Artikel diente es lediglich als Buzzword.

Was du eventuell im Hinterkopf haben könntest ist das native CRISPR/Cas9-System mit unmodifizierter crRNA (vor "Erfindung der sgRNA). Das ist natürlich abhängig von der Prozessierung durch RNAsen, was einer in-vitro-Anwendung allerdings auch nicht unbedingt im Wege steht(;

Thomas B. schrieb:
Bei HiSeq-PCRs (z.B. Illumina-Methode) wird für alle DNA-Stücke dasselbe Primerpaar genutzt, denn die Probe wird vorher mit entsprechenden Adaptern versehen. So gesehen läuft also nur eine einzige PCR ab, aber mit unterschiedlichen Templates.
Klaro, mir ging es ja lediglich darum klarzustellen, dass der Durchsatz nicht der limitierende Faktor ist und daher der Verweis auf die Kapazität der PCR Cycler irreführend.

Thomas B. schrieb:
Das könnte man für die in diesem Paper beschriebene Methode zwar nutzen - aber wie könnte man im nächsten Schritt weiter arbeiten?
Für Sequenzierungen werden die DNA-Moleküle auf einer Oberfläche fixiert, weil keine weiteren Anwendungen abgesehen von der Sequenzierung selbst durchgeführt werden. Sollen die DNA-Stränge jedoch immer weiter für neue Mutagenesen und Amplifikationen genutzt werden, müssen sie nach einer PCR voneinander getrennt werden können, weshalb separate Reaktionen benötigt werden.
Wenn ich mit diesem Gedankengang falsch liege, bitte ich um Korrektur :)
Letzteres ist natürlich richtig und bedarf heute noch separaten Fragmentierungstechniken. Da bin ich aber auch nicht wirklich up to date.
 
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Krass, wusste nicht, dass man das System schon außerhalb von Zellen nutzt. Ich kenne das vom Studium nur klassisch: per Vektor in eine Zelle geschleust & der Rest von der zellulären Maschinerie erledigt (das geht ja auch mit einer sgRNA, es wird nur der Einfachheit halber alles von der Zelle synthetisiert und prozessiert).

Wobei die in vitro Methode für den hier vorgeschlagenen Zweck auch nicht genau genug ist, die Autoren des von dir verlinkten Papers sprechen ja von 5-14 zufällig fehlenden Nukleotiden an den Schnittstellen. Damit wäre die Fehlerrate viel zu hoch, um weiter zu rechnen. Aber ein DNA-Computer ist sowieso Zukunftsmusik, vielleicht sieht die Sache in 30 Jahren anders aus ;)

Edit: Die entsprechende CRISPR/Cas9-Stelle in der News ist überarbeitet. Danke für den Hinweis!
 
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News schrieb:
[...]Diese besteht zum Einen aus einer Polymerase-Kettenreaktion zur Applizierung von Thue-Regeln auf alle einzelnen DNA-Stränge.

Das heißt Amplifizierung oder Amplifikation (=Vervielfältigung).
Ich werde mich mal als ausgebildeter Genetiker und Molekularbiologie bei Gelegenheit nochmal ausführlicher dazu äußern ;-)

P.S.: Mein altes Labor im Max-Planck-Institut forscht seit Jahren an CRISPR/Cas (u.a. mit Frau Charpentier).
 
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Bezogen auf eine PCR völlig richtig, die Applizierung aus dem von dir aufgeführten Satz bezieht sich aber nicht auf die Vermehrung von DNA, sondern auf die PCR als Methode, um Thue-Regeln anzuwenden. Zitat aus der Quelle:

To physically implement each Thue rewrite rule we have developed a novel combination of polymerase chain reactions (PCRs) to copy state, and SDM to change state. This approach ensures that all possible applications of a Thue rule are made.
 
3000€ für 2MB. Das war in den 60ern ein Schnäppchen!
 
Thomas B. schrieb:
Bezogen auf eine PCR völlig richtig, die Applizierung aus dem von dir aufgeführten Satz bezieht sich aber nicht auf die Vermehrung von DNA, sondern auf die PCR als Methode, um Thue-Regeln anzuwenden. Zitat aus der Quelle:

Man hätte auch einfach das deutsche Wort "Anwendung" nutzen können und schon ginge man solchen Diskussionen aus dem weg... :rolleyes:
 
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