MIT Araştırmacıları Canlı Bakterilerle Biyolojik Transistör Geliştirdi

Milyonlarca yıldır bitkiler ve mikroorganizmalar kendi içinde kesintisiz bir bilgi aktarım ağı kurmuşlardır. Bu mekanizma, elektrik devreleriyle şaşırtıcı bir paralellik gösterdiği için Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacılarının ilgisini çekti.

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

Bilim insanları, elektrik sinyallerini güçlendirip yönlendiren geleneksel transistör tasarımını biyolojik bir ortamda uygulamayı başardı. Bunun için silikon çiplere alternatif olarak Pantoea agglomerans bakterisinin üç farklı suşunu kullandı. Her işlem yaklaşık sekiz saat sürse de Nature Chemical Biology dergisinde yayımlanan bulgular, biyoteknolojinin geleceğini kökten etkileyebilir.

Biyolojik devrelerin önceki denemeleri, yükü tek bir hücreye yüklemeye çalıştı; hücre içindeki enzimleri hesaplama için kullanmak, yapısal karmaşıklık nedeniyle süreçleri yavaşlattı. MIT Biyoloji Mühendisliği Bölüm Başkanı Christopher Voigt ve ekibi, bu sorunu tek hücrelerde çözmek yerine odaklarını genişletti. 5 milimetre aralıklarla plakalar üzerine yerleştirilen bakteri kolonileri, yeni mimarinin temelini oluşturdu.

Sistem içinde bir molekül anahtar olarak çalışırken, başka bir molekül bu anahtarın etkinliğini kontrol ediyor. Anahtar tetiklendiğinde ortaya çıkan çıktı molekülü, bir sonraki transistöre geçerek veri akışını sağlıyor. Laboratuvar testlerinde 24 bakteri kolonisinin sorunsuz bir şekilde birbirine bağlandığı ve beş farklı bakteri suşu üzerinden birçok mantıksal işlem gerçekleştirildiği belirlendi.

Kişisel bilgisayarlar yerine akıllı tarlalar

Canlı organizmaların büyüme süreçleri ve moleküler yayılımın doğal sınırları, bu biyolojik bilgisayar tasarımlarına yaklaşık üç günlük bir ömür tanıyor. Geliştiricilerin hedefi, bu sistemleri günlük bilgisayarlarımızın yerine koymak değil; asıl amaç biyolojik yapıların kendi doğasına hesaplama yeteneği kazandırmak. Bir bitkinin gelişim temposunu göz önünde bulundurduğumuzda, bir gecede tamamlanan basit bir işlem çoğu durumda yeterli olur.

Teknolojinin ilk uygulaması doğrudan tarım sektöründe yer alacak. Bitki kök sistemlerine entegre edilen biyolojik devreler, çevresel stresi anında algılayacak, zararlılara karşı otonom savunma mekanizmalarını harekete geçirecek ve mahsul sağlığını doğrudan toprak altında koruyacak.