Sciencemag.cz
Doporučujeme
Genové nůžky CRISPR v řadě rolí, miony a Cheopsova pyramida, kvantové počítače na každém kroku
Informaci o tom, kterak nové prostory v Cheopsově pyramidě byly odhaleny díky mionům, proběhly médii na podzim. Samotný princip objevu byl jednoduchý – miony procházejí atmosférou, aniž znatelněji interagují, hornina je ale pohlcuje. Z toho, kolik mionů dorazí na detektor, lze tedy určit, zda mezi zdrojem a detektorem byla v pyramidě pouze stěna, nebo i nějaký prázdný prostor. Cheopsova pyramida je důkladně prozkoumána, takže je samozřejmě dost nečekané, že v ní zbývají nějaké tajné prostory. K čemu sloužily, to se zatím neví.
Mion má podobně jako elektron záporný náboj a spin ½. Proti elektronu je 207krát těžší, nicméně z mionu se podařilo vytvořit i obdobu atomu (samozřejmě nestabilní, když mion má střední dobu života v řádu 10 na -6 s).
Často zmiňovanou technologií v roce 2017 byl stejně jako loni editor genů CRISPR, který se uplatnil např. v následujících postupech:
Úprava genomu přímo v tělních buňkách. Do jater člověka trpícího Hunterovým syndromem byl vpraven jinak neškodný virus nesoucí příslušný chybějící gen. Stačí, aby virus tímto genem dokázal infikovat poměrně malou část jaterních buněk a játra následně zvládnou odbourávat látky, které se v nich předtím hromadily. Pacientem byl 44letý Brian Madeux z USA.
Další novinkou je využití techniky CRISPR také pro editování RNA, čímž se již u laboratorně pěstovaných lidských buněk podařilo odstranit příznaky amyotické laterální sklerózy a Huntigntonovy choroby. V tomto případě umělé nůžky dokáží jak vystříhat vadné úseky RNA, tak i likvidovat jako celek nefunkční „toxickou“ RNA, která se jinak v buňkách má tendenci hromadit.
Viz také: CRISPR dokáže editovat i RNA
V časopisu Cell byla zveřejněna studie o využití CRISPR způsobem, kdy se mění nikoliv samotná DNA, ale aktivita jednotlivých genů. Virus se v tomto případě připojí k DNA, nemanipuluje s ní, ale najde potřebný gen a spustí jeho expresi. Tato metoda by měla mít mnohem menší rizika nežádoucích dopadů.
Poznámka: Na druhé straně úuprava na úrovni RNA nebo řízení aktivity genů nejsou trvalé změny, nosný léčebný virus může časem z buněk vymizet atd.
Viz také: Editování genů CRISPR a boj s automatickým korektorem
O kvantových počítačích se na Sciencemagu psalo opakovaně. Letos pokračovalo zpřístupňování kvantových počítačů jak fyzicky (IBM), tak i ve smyslu poskytnutí speciálních vývojových prostředí nebo simulátorů (Atos). Za přelomové se pokládá oznámení IBM o vyvinutí 40 qubitového procesoru, který by již mohl překonávat výkon současných superpočítačů. Systém ovšem vydrží pohromadě zatím jen velmi krátkou dobu. Kvantové počítače tak byly letos v centru zájmu už minimálně druhý rok po sobě.
Vývoj kvantových technologií zachycují i shrnující texty na ITBiz.cz:
Kvantové technologie na hranici
Jako poslední novinky z této oblasti snad stojí za zmínku studie vědců z Princeton University publikovaná v Science. Zde se popisuje křemíkové kvantové hradlo, které řídí chování qubitů – ty přitom nemají podobu fotonů, jako ve většině současných kvantových počítačích, ale elektronů. Konkrétně je příslušným sestrojeným prvkem hradlo NOT. Vlastní informaci nese spin a informace se oproti konkurenčním systémům uchovává po relativně dlouhou dobu. Zařízení pro práci nevyžaduje žádné exotické podmínky (teploty u absolutní nuly, laserové pasti…), bylo sestrojeno v běžné univerzitní laboratoři; křemíkové zařízení by se navíc mělo dát jednoduše integrovat do stávající elektroniky.
A nakonec, v Nature Communications byl koncem roku publikován článek vědců University of New South Wales popisující návrh kvantového čipu na bázi křemíku jako celek („Silicon CMOS architecture for a spin-based quantum computer“). Systém obsahuje mechanismy pro opravu chyb, čtení informace i sběrnice předávající informace mezi jednotlivými prvky.
Video na Youtube
