Verkfræðingar við MIT smíða lifandi rafrásir úr bakteríum

Vísindamenn við Massachusetts Institute of Technology hafa erfðabreytt bakteríum til að virka sem transistorar, og skapað þannig "lifandi rafrásir" sem hægt er að prenta á vaxtaræti í petrískálum og framkvæma grunnrökfræði með efnaboðum í stað rafmagns.

Hvernig það virkar

Rannsóknin, sem birtist í Nature Chemical Biology þann 17. ágúst, notaði bakteríu sem heitir Pantoea agglomerans, sem finnst algengt á yfirborði plantna. Aðalhöfundurinn Hamid Doosthosseini og yfirhöfundurinn Christopher Voigt, deildarstjóri lífverkfræðideildar MIT, hönnuðu tvær tegundir af bakteríutransistorum ásamt þremur liðastofnum sem senda sameindaboð í eina átt á milli nýlenda.techxplore+2

Teymið prentaði bakteríunýlendur á agarplötur með um fimm millimetra millibili með því að nota hljóðrænan vökvastýribúnað. Líkamleg uppröðun nýlendanna ákvarðar virkni rafrásarinnar, sem þýðir að vísindamenn geta smíðað mismunandi reiknikerfi einfaldlega með því að breyta skipulaginu í stað þess að endurskrifa erfðakóðann. Stærsta rafrásin sem sýnd var tengdi saman 24 bakteríunýlendur til að framkvæma reikniaðgerðir, og teymið sýndi einnig fram á OR hlið, rökfræðilegar afleiðingar og demultiplexer sem beinir boðum út frá stýriinntaki.news.mit+3

Hægt en gagnlegt

Þessar líffræðilegu rafrásir starfa mun hægar en kísilflögur, þar sem ein útreikningur tekur um átta klukkustundir. En vísindamennirnir halda því fram að hraðinn skipti ekki máli fyrir líffræðileg forrit, þar sem eftirlit með landbúnaðarjarðvegi eða heilsu plantna á sér stað yfir klukkustundir, daga og vaxtartímabil.knowridge+1

"Við erum ekki að reyna að skipta út tölvum," sagði Voigt, samkvæmt tilkynningu frá MIT. Markmiðið er að fella reiknistýringu beint inn í lifandi vistkerfi.news.mit

Framtíðarnotkun

Teymið sér fyrir sér að setja bakteríurafrásir á rætur eða laufblöð plantna, þar sem þær gætu greint þurrka, meindýr eða sjúkdóma og virkjað líffræðileg viðbrögð eins og framleiðslu á sveppalyfjum. Aðferðin tekur einnig á langvarandi takmörkun í tilbúinni líffræði: að troða of mörgum aðgerðum inn í eina frumu getur ofhlaðið próteinframleiðsluvélum hennar. Að dreifa útreikningum á margar sérhæfðar nýlendur kemur í veg fyrir þann flöskuháls.interestingengineering+2

Rannsóknin fékk hluta fjármögnunar frá DARPA og IARPA.interestingengineering