Учени създадоха "живи компютри" от бактерии

Седни за секунда и помисли върху това: учените току-що направиха живи компютри от бактерии.

Не метафорично. Става дума за истински живи бактерии, които се размножават, растат и работят като транзисторите в телефона или лаптопа ти. Луда работа, нали?

Какво е транзистор?

Най-просто казано — транзисторът е миниатюрен превключвател, който решава дали ток да премине през верига или не. Милиарди такива малки ключета в устройствата ни вършат цялата работа.

Екип от MIT, ръководен от докторанта Хамид Душосейни, успя да накара бактериални клетки да вършат същата работа. Вместо електрически ток, тези малки същества контролират движението на сигнални молекули. Тези молекули пренасят информация до други бактерии — като си предават бележки помежду си.

Ето къде става наистина интересно

Традиционната синтетична биология обикновено се опитва да напъха цели схеми в една клетка. Ситуацията е като да възложиш на един човек да свърши всичката работа в една компания — бързо става хаос.

Екипът от MIT тръгна по различен път. Те разпределиха задачите между много бактериални клетки, като всяка върши проста, специализирана работа. Мисли за това като за разбиване на огромен проект на малки задачи и даване на всяка задача на различен човек.

Те създадоха пет бактериални щама, които работят заедно:

• Два типа транзистори, които могат да се включват и изключват
• Три релейни щама, които предават сигнали като биологична игра на "глухи телефони"

Тези пет компонента могат да се пренареждат и така да се изградят на практика всякакви схеми. Изследователите показаха схеми, които събират числа, обработват няколко входа едновременно и дори насочват информация към определени места.

Жива платка

За да създадат тези биологични компютри, екипът отпечатва бактериални колонии върху агар (веществото в Петриевите блюда), като всяка колония е на около 5 милиметра от съседната. Това разстояние е критично важно — гарантира, че сигналите стигат само до следващата кология в реда, създавайки еднопосочен поток на информация като в обикновена електрическа платка.

Най-голямата схема, която са построили, съдържа 24 свързани бактериални колонии, работещи заедно. Двадесет и четири! Това е като малко селище от микроскопични компютри.

Защо трябва да те интересува?

Тук нещата стават наистина вълнуващи. Бактериите, които използват — Pantoea agglomerans — естествено живеят по повърхността на растенията. Изследователите си представят отпечатването на тези живи схеми върху растителни листа или корени, където те да следят условията на околната среда и да помагат на растенията да реагират на заплахи.

Представи си посеви, които усещат суша и активират механизми за оцеляване преди да е настъпила щтета. Или растения, които засичат нападения от вредители и произвеждат естествени защити. Това вече не е научно-фантастичен сюжет — говорим за инженерни растения, които на практика се самодиагностицират и самозащитават.

Какво следва

Разбира се, предстои много работа, преди да видим бактериални компютри да пазят реколтата ни. Но това изследване представлява фундаментална промяна в мисленето ни за биологичното инженерство. Като мислим модулно — като инженери, които работят със стандартизирани части — учените може най-накрая да преодолеят бариерите от сложност, които са ограничавали синтетичната биология с години.

"Можем да постигнем по-сложни функции, като свързваме по-прости функции в отделни клетки", казва Кристофър Фойт, ръководител на катедрата по биологично инженерство в MIT и главен автор на изследването.

И искрено? Струва ми се, че просто дращим повърхността на онова, което е възможно, когато биологията и компютрите се слеят. Бъдещето може би е по-малко свързано със силиций и повече с клетки.