4/03/2013
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Bioengineers Universidad de Stanford han creado el primer transistor biológica a partir de materiales genéticos: DNA y RNA. Apodado el “transcriptor”, este transistor biológica es el componente final necesario para construir computadoras biológicas que operan dentro de las células vivas. Ahora estamos tentadoramente cerca de computadoras biológicas que pueden detectar cambios en el entorno de la célula, almacenar un registro de ese cambio en la memoria hechos de ADN, y luego desencadenar algún tipo de respuesta – por ejemplo, al mando de una célula que deje de producir insulina, o para uno mismo -destruirse si el cáncer es detectado.

Transcriptor de Stanford es esencialmente el análogo biológica del transistor digital. Cuando los transistores controlar el flujo de electricidad, transcriptors controlar el flujo de la ARN polimerasa a medida que viaja a lo largo de una cadena de ADN. Los transcriptors hacerlo mediante combinaciones especiales de enzimas (integrases) que controlan el movimiento del ARN a lo largo de la cadena de ADN. “La elección de las enzimas es importante”, dice Jerome capo, quien trabajó en el proyecto. “Hemos tenido mucho cuidado para seleccionar las enzimas que funcionan en las bacterias, los hongos, las plantas y los animales, para que los bio-computadoras pueden ser modificados dentro de una variedad de organismos.”

Al igual que un transistor, lo que permite una pequeña corriente para encender una más grande, una de las funciones clave de transcriptors es la amplificación de la señal. Un pequeño cambio en la actividad de la enzima (la puerta del transcriptor) puede causar un cambio muy grande en los dos genes conectados (el canal). Mediante la combinación de transcriptors múltiples, los investigadores de Stanford han creado un conjunto completo de lógica booleana integrasa (BIL) puertas – el equivalente biológico de AND, NAND, OR, XOR, NOR, XNOR y puertas lógicas. Con estas puertas BIL (juego de palabras, posiblemente, la intención), una computadora biológica puede realizar casi cálculo dentro de una célula viva.

Necesita algo más que puertas BIL para hacer un equipo, sin embargo. También se necesita un lugar para almacenar datos (memoria, RAM), y una manera de conectar todos los transcriptors y memoria juntos (un autobús ). Afortunadamente, ya hemos cubierto un par de veces antes, numerosos grupos de investigación han conseguido los datos almacenados en el ADN – y Stanford ha desarrollado un método ingenioso de utilizar el virus M13 para transmitir cadenas de ADN entre las células. (Ver: .) En resumen, todos los componentes básicos de un ordenador biológico están ahora en su lugar.

Esto no quiere decir que las computadoras biológicas altamente funcionales llegará en poco tiempo, pero sin duda debe comenzar a ver simples sensores biológicos que miden y registran los cambios de un célula entorno. Stanford ha contribuido al diseño BIL puerta al dominio público, lo que debería permitir a otros institutos de investigación, como el Instituto Wyss de Harvard, para empezar también a trabajar en la primera computadora biológica. (Ver: .)

En el futuro, sin embargo, el potencial de computadoras biológicas reales es inmensa. Estamos hablando esencialmente completamente funcionales equipos que pueden percibir su entorno, y luego manipular sus células huésped a hacer casi cualquier cosa. Computadoras biológicas podría ser utilizado como un sistema de alerta temprana de la enfermedad, o simplemente como una herramienta de diagnóstico (el paciente ha consumido cantidades excesivas de azúcar, incluso después de que el médico le dijo no a ellos?) Computadoras biológicas podrían decir a sus células huésped a dejar de producir insulina, para bombear más adrenalina, para reproducir algunas células sanas para combatir las enfermedades, o para detener la reproducción si el cáncer es detectado. Computadoras biológicas probablemente obviar el uso de muchos fármacos.


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