Okay, stop lige op et øjeblik. Forskere har netop skabt levende computere ved hjælp af bakterier.
Ikke metaforisk levende computere. Jeg snakker om ægte, levende, reproducerende, voksende bakterier, der fungerer præcis som transistorerne i din telefon eller laptop. Ret vildt, ik?
Hvad i alverden er en transistor?
Lad mig forklare det så simpelt som muligt. Du ved sikkert, at computere arbejder med elektricitet — nuller og ettaller, tændt og slukket. En transistor er den lille kontakt, der afgør, om strøm flyder gennem et kredsløb eller ej. Milliarder af dem i dine enheder får alt til at virke.
Forskerholdet fra MIT, ledet af postdoc Hamid Doosthosseini, fandt ud af, hvordan man får bakterieceller til at gøre præcis det samme. I stedet for at kontrollere elektrisk strøm styrer de små livformer bevægelsen af små signalmolekyler. De molekyler sender information videre til andre bakterier — lidt ligesom at give beskeder videre mellem holdkammerater.
Det virkelig seje ved det her
Traditionel syntetisk biologi (feltet der designer levende systemer til praktiske formål) prøver som regel at klemme hele kredsløb ind i én celle. Det er som at bede én person om at lave alle job i en virksomhed — det bliver hurtigt for meget.
MIT-holdet valgte en anden tilgang. De spredte arbejdet ud over flere bakterieceller, hvor hver enkelt fungerer som en simpel, specialiseret del. Tænk på det som at dele et kæmpe projekt op i opgaver og give hver opgave til et forskelligt teammedlem.
De skabte fem bakteriestammer, der arbejder sammen:
- To typer transistorer der kan slå til eller fra
- Tre relæstammer der sender signaler videre som en biologisk udgave af telefonen
Tilsammen kan de fem komponenter sammensættes på nye måder og bygge stort set alle tænkelige kredsløb. Forskerne demonstrerede kredsløb, der kan lægge tal sammen, behandle flere input samtidig og endda sende information til bestemte steder.
Bygge et levende printkort
For at skabe de her biologiske computere printer holdet bakteriekolonier ned på agar (det stof der er i petriskåle), hvor hver koloni er placeret cirka 5 millimeter fra sin nabo. Den afstand er afgørende — den sikrer, at signaler kun når frem til den næste koloni i rækken og skaber en ensrettet informationsstrøm ligesom på et traditionelt printkort.
Det største kredsløb, de byggede, indeholdt 24 sammenkoblede bakteriekolonier, der arbejdede sammen. Fireogtyve! Det er som en mini-by af mikroskopiske computere.
Hvorfor skal du overhovedet interessere dig for det?
Her bliver det for alvor spændende. Bakterierne de brugte — Pantoea agglomerans — lever naturligt på planteflader. Forskerne forestiller sig at printe de levende kredsløb direkte på planteblade eller rødder, hvor de kan overvåge miljøforhold og hjælpe planter med at reagere på trusler.
Tænk på afgrøder, der kan opdage tørkestress og aktivere overlevelsesmekanismer, før skaden sker. Eller planter der mærker skadedyrsangreb og producerer naturlige forsvar. Det her er ikke længere ren sci-fi — vi snakker om at konstruere planter, der i bund og grund kan diagnosticere og beskytte sig selv.
Vejen frem
Der er selvfølgelig lang vej endnu, før vi ser bakteriecomputere beskytte vores afgrøder. Men den her forskning repræsenterer et fundamentalt skift i, hvordan vi tænker om biologisk ingeniørkunst. Ved at tænke modulært — som ingeniører der bygger med standardiserede dele — kan forskere måske endelig bryde igennem de kompleksitetsbarrierer, der har begrænset syntetisk biologi i årevis.
"Vi kan nå frem til mere komplicerede funktioner ved at koble simplere funktioner i individuelle celler sammen," sagde Christopher Voigt, leder af MIT's Afdeling for Biologisk Ingeniørkunst og seniorforfatter på studiet.
Og ærligt talt? Jeg tror, vi kun ridser overfladen af, hvad der er muligt, når biologi og datalogi smelter sammen. Fremtiden handler måske mindre om silicium og mere om celler.