Bakteriyalardan yasalgan kompyuterlar — bu qanday ishlaydi?
Sizga bir narsa aytaman — olimlar jonli kompyuterlar yaratishdi. Bakteriyalardan.
Metafora emas. Haqiqatan ham tirik, ko'payadigan, o'sadigan bakteriyalar. Telefoningizdagi protsessor kabi ishlaydigan.
Tranzistor nima?
Kompyuterlar elektr bilan ishlaydi — 1 va 0, yoqish va o'chirish. Tranzistor — shu kichkina kalit. Elektr oqimi boradi yoki yo'q.
MIT'dagi jamoa postdok Hamid Doosthosseini boshchiligida bakterial hujayralarni shu ishga o'rgatdi. Elektr oqimini emas, balki kichik signal molekulalarini boshqaradi. Ular boshqa bakteriyaga ma'lumot yetkazadi — yumushqoqanoq o'yiniday.
Eng qiziq qismi
Odatiy sintetik biologiya butun sxemani bitta hujayraga sig'dirishga harakat qiladi. Bu bir kishi butun kompaniyani boshqarishga o'xshaydi — zo'r bo'lib ketadi.
MIT jamoasi boshqacha yo'l tutdi. Ishni ko'p hujayralarga bo'ldi. Har biri kichik, maxsus vazifa oladi. Katta loyihani vazifalarga bo'lib, har birini alohida odamga topshirish kabi.
Ular beshta bakteriya turi yaratdi:
- Ikki turdagi tranzistor — yoqish va o'chirish
- Uch turdagi rele — signalni uzatadi
Shu besh qismni qayta tartibga solib, istalgan sxemani yig'ish mumkin. Jamoa qo'shish amalini bajaradigan, bir nechta signalni qabul qiladigan sxemalarni ko'rsatdi.
Jonli sxemalar yaratish
Bakteriyalarni agar muhitiga (Petri idishlari ichidagi narsa) bosib chiqarishdi. Har bir koloniya qo'shnisidan 5 millimetr uzoqlikda. Bu masofa muhim — signal faqat keyingi koloniyaga boradi. Oddiy sxemalar kabi bir tomonlama oqim hosil bo'ladi.
Eng katta sxema 24 ta bog'langan koloniyadan iborat edi. Yigirma to'rtta! Kichkina bakteriya shahri.
Bu nima uchun muhim?
Mana bu yerda qiziqarli bo'layapti. Bakteriyalar — Pantoea agglomerans — o'simliklar ustida yashaydi. Tadqiqotchilar bu jonli sxemalarni o'simlik barglariya yoki ildizlariga bosib chiqarishni rejalashtiradi.
Bu qishloq xo'jaligi uchun inqilob bo'lishi mumkin:
- Ekinlar qurg'oqchilikni sezadi va bardoshlik rejasini ishga tushiradi
- O'simliklar zararkunandalarni aniqlaydi va tabiiy himoya ishlab chiqaradi
Artel xayol topsangiz, bu allaqachon voqelik. O'zi o'zini tekshiradigan va himoya qiladigan o'simliklar yaratish mumkin.
Oldinga qarab
Albatta, hali ko'p ish bor. Ammo bu tadqiqot biologiya muhandisligida yangi davr boshlanishi mumkin. Modulli yondashuv — standart qismlardan yig'ilgan konstruktor kabi — fan oldidagi to'siqlarni yengishga yordam beradi.
Christopher Voigt, MIT Biologik Muhandislik kafedrasi mudiri:
"Oddiy funktsiyalarni bitta hujayrada birlashtirsak, murakkabroq vazifalarni hal qilamiz."
Va menga shunday tuyuladiki — biologiya va kompyuter birlashuvining boshlang'ich nuqtasidaman. Kelajak silikon emas, balki hujayralar haqida bo'lishi mumkin.