Igrom slučaja, živa bića funkcionišu na sličan način već milijardama godina — poređenje koje nije promaklo ni inženjerima. U električnim kolima tranzistori uključuju, isključuju ili pojačavaju električne signale, ali su istraživači sa Instituta za tehnologiju u Masačusetsu (MIT) električne signale zamenili biološkim, koristeći tri soja bakterije Pantoea agglomerans da „prenose“ signale kroz kola. Ćelijama je potrebno čak osam sati da obave svaki proračun, ali rezultati istraživanja, objavljeni ove nedelje u časopisu Nature Chemical Biology, pokazuju potencijal biotehnologije na neočekivane načine.
„Ne pokušavamo da zamenimo računare, već da omogućimo biološkim sistemima da imaju računarsku kontrolu“, rekao je za MIT News Kristofer Vojt, šef Odeljenja za biološko inženjerstvo na MIT-u i vodeći autor studije. „Ako imate bakterije na korenu biljke ili sama biljka obavlja računanje, jednostavan proračun koji traje preko noći dovoljno je brz u odnosu na trajanje vegetacione sezone.“
Organska ograničenja
Prema radu, slični pristupi u prošlosti uglavnom su bili usmereni na korišćenje enzima za pokretanje (relativno) velikih, pojedinačnih ćelija u kojima se nalazilo čitavo kolo. Međutim, veoma je teško naterati sićušnu ćeliju da obavlja proračune na tačno onaj način koji istraživači žele, što strogo ograničava nivo složenosti koji je moguće postići, piše Gizmodo.
Sa druge strane, istraživači navode da tranzistori „ne definišu logiku kola“, već „uslovno omogućavaju širenje signala“. Ako bi mogli da naprave takve tranzistore, bilo bi moguće kombinovati biološke tranzistore u različitim rasporedima i tako stvarati raznovrsnija kola.
Da bi napravili prototip, istraživači su odštampali kolonije bakterija na malim pločicama, pri čemu je svaka kolonija bila udaljena oko pet milimetara od susedne. Mehanizam koji stoji iza ovih tranzistora zasnivao se na porodici molekula koje se koriste u biohemijskim istraživanjima. Jedan molekul služio je kao prekidač, dok je drugi bio „ciljni“ molekul koji pokazuje da li je prekidač aktivan.
Ako je ciljni molekul prisutan, tranzistori proizvode izlazni molekul. Signal koji predstavlja taj izlazni molekul zatim se prenosi do drugog tranzistora, čime se praktično stvara lanac tranzistora koji međusobno prenose informacije.
Testiranja tranzistora pokazala su da može da obavlja priličan broj logičkih operacija koristeći samo pet sojeva bakterija, dok je najveće kolo sadržalo čak 24 međusobno povezanih bakterijskih kolonija.
Ipak, tim je ukazao na nekoliko ograničenja kada je reč o maksimalnoj veličini ovih kola. Pre svega, reč je o živim organizmima, što znači da su oni skloni rastu i promenama tokom vremena. Brzina kola je takođe generalno mala, jer se sistem oslanja na prirodnu difuziju molekula između kolonija.
Sve u svemu, ova ograničenja znače da „živi računar“ funkcioniše približno tri dana.
Neće uskoro zameniti računar
S druge strane, istraživači ni ne pokušavaju da naprave žive računare za kancelarijsku upotrebu, iako bi ovakvi sistemi mogli da budu korisni u poljoprivredi.
Na primer, kolo bi moglo da bude postavljeno u blizini korena biljaka kako bi otkrivalo različite oblike stresa ili samostalno reagovalo na prisustvo štetočina i drugih pretnji iz životne sredine.
„Ovaj rad pokazuje da možemo da se približimo složenijim funkcijama povezivanjem jednostavnijih funkcija u pojedinačnim ćelijama“, dodao je Vojt. „Sa računarske tačke gledišta, ne postoji ništa što vaš iPhone može da uradi, a što ova kola ne bi mogla.“
Za najnovije biznis vesti iz Srbije i sveta, pratite nas na Tiktoku, Fejsbuku i na našoj Instagram stranici.
