A génmódosított baktériumok apró biológiai számítógépként működhetnek, amelyek képesek különféle problémák megoldására, például a prímszámok felismerésére, a magánhangzók azonosítására, vagy akár arra is, hogy megállapítsák, hány szeletre vágható egy pizza egyenes vonalakkal – írja a New Scientist.

A szóban forgó baktériumokat, az úgynevezett “baktoneuronokat”, Sangram Bagh és csapata hozta létre az indiai Kalkuttában található Saha Nukleáris Fizikai Intézetben. A kutatások mindenesetre elég ígéretesek – ezek szerint ugyanis ezek a biológiai számítógépek a méret és a költséghatékonyság szempontjából akár a hagyományos számítógépes chipeket is felülmúlhatják.

A baktoneuronokat Escherichia coli-ból módosították úgy, hogy összehangoltan működjenek különböző feladatok elvégzésére.

“Ez egy Lego-szerű, moduláris rendszer”

– magyarázza Bagh. Bár ezek az organizmusok egysejtűek, mégis képesek együttműködni, akárcsak a többsejtű élőlények (de ettől még nem lesznek azok). A kutatók úgy alakították ki ezeket a baktériumokat, hogy 12 különböző feladatot tudjanak elvégezni, bizonyos konfigurációk szerint csoportosítva őket. A hagyományos számítógépek a nullák és egyesek alapján dolgozzák fel az információt alacsony és magas feszültségek formájában. Ezzel szemben a baktoneuronok kémiai anyagokat használnak az információfeldolgozáshoz. Bizonyos vegyi anyagok jelenléte vagy hiánya bináris bemenetként működik: minden anyag nullát vagy egyest jelent. Ezen baktoneuronok különböző kombinációival a baktériumok képesek voltak meghatározni, hogy egy 0 és 9 közötti szám prímszám-e, vagy hogy egy A és L közötti betű magánhangzó-e. A válaszaikat fluoreszcens fény formájában jelezték, ami vagy zöld, vagy pedig piros volt.

Bár ezek a baktériumok mindössze 2-5 mikrométer hosszúak, képesek kezelni a bemenetet és a kimenetet, és saját kémiai energiaforrással is rendelkeznek. A biológiai számítógépek egyik előnye, hogy miniatürizációs képességeik messze meghaladják a szilícium alapú chipekét. Emellett ezek a baktériumok képesek önmagukat szaporítani, ami azt jelenti, hogy nagy mennyiségben és viszonylag alacsony költséggel előállíthatók.

Míg a korábbi kutatások során biológiai rendszereket használtak egyszerű mesterséges neurális hálózatok létrehozására, Bagh munkája az első, amely bemutatta, hogy a programozható baktériumok számos probléma megoldására képesek.

(Kép: az Escherichia coli baktérium, forrás: CDC)