Computerele biologice ar putea deveni o realitate

computer biologic

Computerele biologice, masinarii moleculare de mare capacitate, sunt mai aproape de realizare decat s-ar crede, dupa ce un grup de cercetatori de la Imperial College, din Londra, au reusit sa „construiasca" componentele de baza pentru instrumentele digitale plecand de la bacterii si ADN.

Unii oameni de stiinta cred ca, in viitor, mici astfel de computere biologice ar putea impanzi organismul omenesc monitorizand starea de sanatate si corectand toate problemele identificate. Cercetatorii britanici au demonstrat ca pot construi asa numite „porti logice", caramizile microprocesoarelor folosite astazi, din bacterii inofensive si unele elemente chimice.

Portile logice biologice descrise in revista Nature Communications sunt cele mai avansate circuite biologice create vreodata. Profesorul Richard Kitney a explicat:

„Portile logice sunt elementele fundamentale din circuitele pe baza de siliciu, pe care se bazeaza intreaga noastra era digitala. Fara ele nici n-am putea procesa informatia. Acum am demonstrat ca putem reproduce aceste elemente folosind ca materiale de constructie doar bacterii si ADN. Speram ca munca noastra va duce la aparitia unei generatii de procesoare biologice."

Cu toate ca este inca un drum destul de lung de strabatut, aceste porti logice vor fi caramizile de baza pentru construirea de computere biologice microscopice. Printre instrumentele care pot deveni o realitate, ca urmare a acestui pas important facut acum, sunt senzorii specializati, capabili sa detecteze si sa distruga celulele canceroase din organism si cei pentru detectarea poluarii mediului ambiant, dupa ce au fost plasati in interiorul ecosistemelor. Acestia din urma senzori ar putea detecta si neutraliza toxinele periculoase aparute in mediu.

Noile porti logice sunt modulare, ceea ce inseamna ca pot fi montate impreuna pentru obtinerea unor procesoare biologice mult mai complexe. Intr-unul dintre experimentele facute la Imperial College, cercetatorii au modificat o bacterie E.Coli cu ajutorul unui ADN adaptat, care a reprogramat bacteria sa inchida si sa deschida un circuit biologic, echivalentul unuia electric, la fel ca un comutator, atunci cand a fost stimulata de elemente chimice.

Totodata, cercetatorii au demonstrat ca pot conecta mai multe porti logice biologice pentru a forma componente complexe, printr-o metoda similara cu realizarea componentelor electronice. Urmatorul stadiu al experimentelor ar dezvoltarea unui circuit mult mai complex, alcatuit din mai multe porti logice. Una dintre marile provocari aflate in fata echipei este gasirea modalitatii de conectare a mai multor porti logice impreuna, asa cum sunt legate impreuna corespondentele lor din siliciu, pentru a permite derularea unor operatiuni complexe.

Sistemul in vivo se foloseste de formidabilul avantaj prezentat de capacitatea de stocare a datelor de catre ADN si de eficienta operatiunilor de auto-asamblare a moleculelor. Procesul de divizare celulara din bacterii poate genera, foarte repede, milioane, poate chiar miliarde de procesoare biologic care pot functiona in paralel. Cercetari intense pentru realizarea de computere biologice se fac si in Statele Unite, la Missouri Western State University, unde se incearca o abordare prin intermediul experimentelor cu salmonella.

Cercetatorii implicati in aceste proiecte afirma ca sistemul de calcul bacterian poate trata, practic, orice problema. Profesorul Ron Weiss, de la sectia de inginerie moleculara si biologica de la Universitatea Princeton, a declarat ca noul studiu „ofera o demonstratie agreabila a unora dintre capacitatile de a instrui celulele sa se ocupe de sarcini de calcul", ceea ce ar fi un aspect cu totul nou legat de viata celulei.

„Suntem inca la inceput de tot, la stadiul inventarii tubului catodic, sau asa ceva, daca e sa comparam totul cu evolutia electronicii"

admite profesorul american, insa computerul biologic s-a desprins, deja, de pe planseta de desen a fanteziei pure. Intelegerea modului in care piese produse biologic se pot interconecta, pentru folosirea lor in sarcini complexe, va determina si viteza de maturitate a acestor experimente grabind aparitia micro-computerelor biologice.