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Puertas lógicas de Escherichia Coli

Las puertas lógicas son los ladrillos básicos con los que se construyen todos los dispositivos electrónicos actuales. Basados en silicio, estos componentes han hecho posible todas las maravillas que hoy disfrutamos. Pero en el futuro estos dispositivos podrían tener una base biológica, o al menos, eso es lo que se proponen en la Universidad de California en San Francisco (UCSF), donde han diseñado circuitos lógicos basados en la polifacética bacteria Escherichia Coli. ¿Deberemos, algún día, darle de comer a nuestros ordenadores?

A pesar de su sencillez, las puertas lógicas son las responsables de la existencia de toda la electrónica digital moderna. Si bien solo son capaces de realizar funciones extremadamente básicas, al combinar entre si cientos, miles o millones de ellas, pueden resolver prácticamente cualquier problema que se te ocurra. El ordenador que estás utilizando para leer esto, por ejemplo, no es otra cosa que un enorme grupo de puertas lógicas inteligentemente conectadas entre si. Su estructura básica ha permanecido casi sin cambios durante años, solo se han reducido de tamaño. Pero esta situación podría cambiar -radicalmente- en el futuro.

Las bacterias se han convertido en “versiones biológicas” de las puerta lógicas. (UCB)

Un equipo de investigadores la Universidad de California en San Francisco (UCSF), liderados por el biólogo Christopher A. Voigt (profesor asociados de la School of Pharmacy’s Department of Pharmaceutical Chemistry), ha utilizado bacterias Escherichia Coli genéticamente alteradas para diseñar “versiones biológicas” de las puerta lógicas. Estos “bichos” han demostrado ser capaces de comunicarse entre sí y realizar diversos cálculos. Desde el punto de vista funcional, las células actúan de la misma forma que las puertas lógicas basadas en silicio, o al menos eso es lo que  puede leerse en un artículo publicado por los responsables del experimento en la edición online de la revista Nature. Estas baterías podrían ser la base para transformar las células en ordenadores miniatura, “programadas” con funciones más o menos complejas y capaces de resolver problemas relacionados con la agricultura, la producción de productos farmacéuticos, nuevos materiales o con el desarrollo de productos químicos industriales.

E. Coli, aumentada 10.000 veces (Eric Erbe/Christopher Pooley/USDA)

Voigt explica que “si bien la corriente eléctrica es ideal para hacer cálculos, no es lo único que puede utilizarse para construir un ordenador. Engranajes, tuberías de agua o células pueden realizar esas funciones. Nosotros hemos utilizado una colonia de bacterias que reciben dos señales químicas provenientes de sus vecinos y producen una señal de salida, de la misma forma que las compuertas lógicas basadas en silicio.”  Al respecto, Mary Anne Koda-Kimble, decano de la Facultad de Farmacia de la UCSF, ha dicho que “utilizando miles de estas colonias, al menos en teoría, será posible realizar tareas muy complejas”.

El equipo de Voigt cambió la estructura genética de cepas de E. coli para que sean capaces de controlar la emisión y detección de señales químicas específicas, lo que en definitiva les permite comportarse de la misma forma que una compuerta de silicio lo hace en un circuito eléctrico. En el esquema de Voigt, la corriente eléctrica ha sido reemplazada por una señal química. Sin embargo, y a pesar de lo que algunos creen, es bastante difícil que algún día veamos ordenadores basados en esta tecnología. Que sea posible no es lo mismo que “sea conveniente”. Al menos por ahora, no hay ninguna ventaja en reemplazar los extremadamente optimizados, baratos, veloces y robustos chips de silicio por sus contrapartes basadas en bacterias. Es probable que el trabajo de Voigt resulte útil en aquellas aplicaciones en que las bacterias producen fármacos, o en el tratamiento de efluentes industriales, algo mucho más razonable y práctico.

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Escrito por Ariel Palazzesi

14 Comments

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  1. Vaya, iba a hacer un chiste estúpido pero leyendo las referencias y el artículo en gringo, me he quedado sin palabras, al diablo las computadoras biológicas, esto abre enormes puertas en la medicína moderna

  2. Noooo!!… estoy asombrado como en pro de la tecnologia estamos cada vez mas cerca de crear una pandemia o algo por el estilo que al final nos erradicara de la faz de la tierra.
    Ya imagino un procesador o una memoria destruida y desparramando millones de microbios.

      • Hice un comentario similar de los peligros que podría significar este tipo de estudios en otro artículo donde se explicaba la aplicación de una E. Colli genéticamente alterada hace tiempo aquí mismo en NeoTeo y unos "intelectuales de wikipedia" me salieron con lo mismo. Como dice el amigo Horus, no deja de ser patógena sin importar cuan común sea.

  3. Señores, mejor sigamos con el silicio…que si la E. Coli se apodera de nuestros ordenadores vamos a necesitar más que papel higiénico para contenerlas…XD

  4. Apagenle la TV a Kniffe parece que ve mucha ciencia ficción.
    Una bacteria como puerta lógica?
    Una puerta lógica actual es miles pero miles de veces mas pequeña y rápida que una bacteria ni hablar de comparar la velocidad de una reacción química con la de un electrón.
    El Futuro de las Computadoras esta basado en la Física cuántica amigos cuando el ser humano logre crear un ordenador cuántico ese día la humanidad va a transformarse como nunca!
    Y q me corrijan si estoy equivocado.

    • Pues no es que yo sea fisico-quimico pero tenga en cuenta que nuestro cerebro trabaja con reacciones quimicas no electricas y si comparamos la capacidad de procesamiento del cerebro que es casi incalculable si se estimara en bits pues la biologia nos puede dar la respuesta al ordenador mas rapido e inteligente que estamos tratando de crear. Digo que estamos refiriendonos a la humanidad claro esta.

  5. Yo soy Biotecnólogo, y se que el diseño de ordenadores Biológicos es interesante, el sistema nervioso trabaja muy bien con miles de neuronas, pero sí estas comienzan a morir, aquellas que todavia sobreviven realizan mas sinapsis e inclusive cada neurona puede realizar unas 1000 sinapsis o más dependiendo de su estimulación y realizar las funciones de aquellas que han dejado de servir… No es cuantos chips de silice puedan tener ni miniaturisarse ni cuantas neuronas podamos tener, sino que es la cantidad de conexiones que puedan realizar entre ellas mismas, imaginen E. Coli con miles de conexiones entre ellas para hacer funcionar los ordenadores del futuro, y si queremos expandir el computador solo requerimos de alimentarlas para que la colonia cresca, ya no se necesitariamos comprar un nuevo procesador simplemente lo alimentariamos e ingresariamos una nueva E. Coli modificada para hacer evolucionar los sistemas…. O que opinan ustedes?

  6. una extensión más para espiarnos todavía más con la excusa de "donar" a beneficio…seguramente después donan 1 millon. Claro, ganaron miles de millones y donan eso. Además salen en todos lados como compañía benefica, cuando el trabajo fue de toda la gente. ¿se acuerdan con lo de haiti? donaron 1 millon! UN MILLON!!! ganan miles de millones POR DÍA!!

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