Ingenieros del MIT crean circuitos vivos a partir de bacterias

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts han modificado bacterias para que funcionen como transistores, creando "circuitos vivos" que pueden imprimirse en medios de cultivo en placas de Petri y realizar lógica computacional básica mediante señales químicas en lugar de electricidad.

Cómo funciona

El estudio, publicado en Nature Chemical Biology el 17 de agosto, utilizó una bacteria llamada Pantoea agglomerans, que se encuentra comúnmente en las superficies de las plantas. El autor principal, Hamid Doosthosseini, y el autor sénior, Christopher Voigt, jefe del Departamento de Ingeniería Biológica del MIT, diseñaron dos tipos de transistores bacterianos junto con tres cepas de relé que transmiten señales moleculares en una sola dirección entre colonias.techxplore+2

El equipo imprimió colonias bacterianas en placas de agar a unos cinco milímetros de distancia utilizando un manipulador de líquidos acústico. La disposición física de las colonias determina la función del circuito, lo que significa que los investigadores pueden construir diferentes sistemas computacionales simplemente cambiando el diseño en lugar de reescribir el código genético. El circuito más grande demostrado conectó 24 colonias bacterianas para ejecutar cálculos aritméticos, y el equipo también demostró puertas OR, operaciones de implicación y un demultiplexor que enruta señales según una entrada de control.news.mit+3

Lento pero útil

Estos circuitos biológicos funcionan mucho más lento que los de silicio: un solo cálculo tarda aproximadamente ocho horas. Pero los investigadores sostienen que la velocidad no es lo importante en las aplicaciones biológicas, donde el monitoreo del suelo agrícola o la salud de las plantas se desarrolla a lo largo de horas, días y temporadas de cultivo.knowridge+1

"No estamos tratando de reemplazar a las computadoras", dijo Voigt, según el anuncio del MIT. El objetivo es integrar el control computacional directamente en los ecosistemas vivos.news.mit

Aplicaciones futuras

El equipo prevé colocar circuitos bacterianos en las raíces o hojas de las plantas, donde podrían detectar sequías, plagas o enfermedades y activar respuestas biológicas como la producción de fungicidas. El enfoque también aborda una limitación de larga data en la biología sintética: acumular demasiadas funciones en una sola célula puede sobrecargar su maquinaria de producción de proteínas. Distribuir la computación entre muchas colonias especializadas evita ese cuello de botella.interestingengineering+2

La investigación recibió financiación parcial de DARPA e IARPA.interestingengineering