Pekerjaan membangun sel bagian dalam menggunakan teknik yang sama seperti apa yang ditemukan di komputer elektroni, dan membuat suatu metoda untuk membuat sirkuit dengan teknik "rewiring" komunikasi antar sel. Sistem ini dapat dimanfaatkan seperti layaknya komputer.
Pada akhirnya memungkinkan sel untuk memogram dengan fungsi yang lebih rumit untuk berbagai tujuan, termasuk pertanian dan produksi obat-obatan, bahan dan bahan kimia industri, menurut Christopher A. Voigt, PhD, ahli biologi sintetis dan profesor di yang UCSF Sekolah Farmasi Departemen Farmasi Kimia yang penulis senior kertas.
Komputer elektronik yang paling umum adalah digital, ia menjelaskan, mereka menerapkan operasi logika untuk aliran 1 dan 0 untuk menghasilkan fungsi yang lebih kompleks, akhirnya menghasilkan software yang orang-orang sudah familiar menggunakannya . Ini adalah operasi logika dasar untuk perhitungan sel, juga.
"Kami pikir arus elektronik untuk melakukan perhitungan, tapi setiap substrat dapat bertindak seperti sebuah komputer, termasuk roda gigi, pipa air, dan sel," kata Voigt. "Di sini, kita telah mengambil koloni bakteri yang menerima dua sinyal kimia dari tetangga mereka, dan telah menciptakan progran logika yang sama yang membentuk dasar perhitungan silikon."
Kertas Alam menjelaskan bagaimana tim Voigt membangun program logika sederhana dari gen dan dimasukkan ke dalam strain E. coli yang terpisah. Program kontrol pelepasan dan penginderaan dari sinyal kimia, yang memungkinkan gerbang untuk dihubungkan antara bakteri banyak cara agar listrik akan berada pada papan sirkuit.
"Tujuan dari sel pemrograman tidak untuk memiliki kemampuan seperti komputer elektronik," jelas Voigt, majalah Scientist yang bernama "scientist to watch" pada tahun 2007 dan yang karyanya termasuk di antara Scientist's Top 10 Innovations tahun 2009.
Perhitungan yang mendasari organisasi sel ke dalam struktur tingkat tinggi, misalnya pada perkembangan atau asosiasi spasial bakteri dalam biofilm. Setiap sel melakukan operasi komputasi yang sederhana, tetapi ketika dikombinasikan dengan komunikasi sel-sel, pola rumit muncul. Di sini kita mempelajari proses ini dengan menggabungkan rangkaian genetik sederhana dengan quorum sensing untuk menghasilkan perhitungan yang lebih kompleks di luar angkasa.
Kami membangun sebuah program sederhana NOR pada Escherichia coli dengan mengatur promotor tandem dua yang berfungsi sebagai jalan masuk untuk mendorong transkripsi sebuah represor. Represor ini menjadi promotor yang berfungsi sebagai output. Individu koloni E. coli membawa gerbang NOR yang sama, tetapi input dan output yang ditransfer ortogonal quorum-sensing berbeda 'pengirim' dan 'penerima' devices4, 5.
Molekul membentuk kuorum kabel antara gerbang. Dengan mengatur koloni dan konfigurasi spasial yang berbeda, termasuk XOR yang sulit dan dengan fungsi yang sama. Respon kuat untuk sampai pada perubahan 300 kali lipat antara 'on' dan 'off' . Karya ini membantu menjelaskan aturan desain dengan logika sederhana yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan perhitungan yang beragam dan kompleks oleh rewiring komunikasi antar sel
0 comments:
Post a Comment