AustinTexas Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi; hesaplamaları yaparken deterministik (kitle-eylem) kimyasal kinetiklerin programlanması için yeni bir dil olan CRN++’yı yarattı. ArXiv’de yayımlanan makalelerinde, araştırmacılar; bu yeni dili çiziyor ve CRN++ programlarını kimyasal reaksiyonlara çeviren bir derleyici inşa ediyorlar. Sentetik biyoloji; biyoloji, nano fabrikasyon ve tıp dahil olmak üzere bir dizi alanı önemli ölçüde etkileyebilecek nispeten yeni bir araştırma alanı olarak görülüyor. Bu ortaya çıkan alandaki birincil zorluk; elektronik mikro denetleyicilerin eklenemediği durumlarda, hesaplamaların moleküler bağlamlara gömülmesidir. Bunu yapmak, moleküler bileşenleri kullanarak, hesaplamaları etkili bir şekilde temsil edebilecek yöntemlerin geliştirilmesini gerektiriyor.
DNA sentezindeki son gelişmeler; molekül mühendisliği için yeni ve heyecan verici olanaklar yaratıyor. Bununla birlikte, sentetik biyolojideki araştırmacıların öncelikle istenen hedefe ulaşmak için etkileşim kurallarını (kimyasal reaksiyonları) tasarlamaları gerekir. Bu son çalışmanın temel amacı; kimyasal reaksiyonların davranışını daha sezgisel bir şekilde ifade edebilecek daha yüksek seviyeli bir dil tasarlamaktı.
Geçici Komut
Araştırmacı Marko Vasic: Sentetik biyolojinin temel teknik zorluğunun; hücresel bir ortamda etkileşime giren ve belirli bir görevi gerçekleştiren bir kimyasal denetleyici tasarlamak olduğunu ifade ediyor. Bunu başarmak için de hem sentetik moleküllerin mühendisliği hem de bunları programlamanın gerekli olduğunu söyleyen Vasic, moleküller kimyasal reaksiyonlarla etkileşen ve bu molekülleri programlamak da, aralarındaki etkileşim kurallarını (kimyasal reaksiyonları) tanımlamak anlamına geleceğini söyledi.
Vasic: ” Yazılım mühendisliğinde, bir programcı, anlaşılması kolay, üst düzey bir dilde yazar. Böyle bir program, bir insan tarafından anlaşılması zor; ancak bir makine tarafından anlaşılabilir olan makine koduna göre derlenmiştir. Moleküler programlamaya ilişkin analojiyi ise; akılda tutulması daha kolay ve ‘karmaşık’ kimyaya göre derlenmiş olan yüksek seviyeli bir dili tanımlayarak, yapmaya çalıştık “dedi.
Temelde iki fikrin yer aldığı CRN++ sistemi; modülerlik ve bir osilatörün (entegre devre) kullanımına dayanıyor.Modülerlik; dilin, farklı reaksiyon dizileri arasında hiçbir müdahale olmadan oluşabilen, modüller olarak adlandırılan bir dizi kimyasal reaksiyona denir. Bunu başarmak için araştırmacılar, CRN++ ‘nın temel işlemlerini bu modüllerle eşleştirdi. Ayrıca, geçici komut için bir kimyasal osilatör kullandılar. Böylece bu dilin komutlarını kimyaya çevirmeleri sağlandı.
Araştırmacılar CRN++’yı değerlendirip; fizibilitesini farklı ve gerçek değer hesaplamaları için bir dizi algoritma üzerinde kanıtladı. Yeni dil; yeni komutları veya uygulamaları desteklemek için kolayca genişletilebilir. Bu da onu daha gelişmiş moleküler programların geliştirilmesi için ideal bir temel haline getirir.Vasic, bildiğimiz kadarıyla kimyasal tepkime ağlarına uyan ve bir zorunlu programlama dili sağlayan ilk kişi olduklarını ifade ederken CRN++ da dahil olmak üzere kodu ve ayrıca simülasyonunu açtıklarını söyledi. Böylece araştırmacıların yeni yaklaşımları denemesini ve çalışmaları daha da ilerletmesini kolaylaştıracağını düşünülüyor.Vasic ayrıca, CRN++ ‘dan kimyaya çevrilen programlar; bazı programların sınıflarında çok düşük olabilen, fakat diğerlerinde zamanla yüksek ya da fazla olabilen bir miktar hata içerdiğini vurgulayarak,bundan sonra hata kaynaklarını araştırmayı ve hataların belirli sınırların üzerine çıkmamasını garanti eden programları tasarlamayı planladıklarını belirtti.
