Computadoras Biológicas:

En una investigación que ha costado cinco años de trabajo y que inaugura un nuevo campo científico, dos equipos de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) han creado una computadora biológica.  El objetivo es más ambicioso: hacer operaciones de computación que están fuera del alcance de los ordenadores convencionales. Concretamente, operaciones de computación biológica. Lo cual podría ser útil para regular sistemas biológicos, desde células aisladas hasta ecosistemas enteros, pasando por organismos pluricelulares como el cuerpo humano y el tratamiento de sus enfermedades.  Entre las posibles aplicaciones medioambientales, Ricard Solé, director de la parte teórica de la investigación, cita como ejemplo la laguna de Venecia. “Es un sistema altamente contaminado en el que, siempre que se han intentado soluciones del tipo de poner barreras, el sistema las ha sorteado y el problema ha persistido. Pero con la biología sintética y la computación biológica podemos pensar en ofrecer soluciones adaptativas”, es decir, en crear microorganismos que se adapten a las condiciones de la laguna y las corrijan.


Las células de sus experimentos actúan del mismo modo que las puertas lógicas en un circuito electrónico convencional. Por ejemplo, han diseñado un circuito celular en que hacen falta dos estímulos para producir una respuesta: es la puerta lógica AND (llamada así por la conjunción inglesa que significa y). Otro circuito en que hace falta uno de los dos estímulos: la puerta lógica OR (por la conjunción que significa o). Un tercer circuito en que hace falta que no se dé ninguno de los dos estímulos: la puerta lógica NOR (ni). Y así hasta completar todos los tipos de puertas lógicas posibles, según los resultados de la investigación presentados en la edición electrónica de la revista Nature.  Según los resultados presentados en Nature, con tres tipos de células manipuladas genéticamente de maneras distintas es posible construir computadoras biológicas que realicen más de cien funciones distintas. Y con cuatro tipos de células, se pueden superar las doscientas funciones.


antes de que la computación biológica fructifique en productos comerciales, falta demostrar que estos cultivos celulares son estables a largo plazo. A diferencia de los circuitos electrónicos convencionales, los sistemas biológicos tienen una molesta tendencia a reproducirse y a morir. Por ahora, los investigadores han conseguido que el sistema sea estable durante nueve generaciones –lo que, en células de levadura, equivale a 36 horas.  Para que esta nueva tecnología pueda aplicarse con fines médicos implantándola en el cuerpo humano, como proponen los investigadores para la diabetes, falta resolver también el problema del rechazo inmunitario.


Actualmente, Un equipo de investigadores británicos y japoneses asegura que en un futuro podrían construirse computadoras biológicas mediante el uso de bacterias magnéticas.  Se trata de microorganismos que se alimentan de hierro y generan pequeños imanes en su interior, similares a los que contienen los discos duros de las computadoras.  La investigación, llevada a cabo por científicos de la Universidad de Leeds y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokyo, pretende diseñar computadoras más rápidas que las actuales.


A medida que avanza la tecnología y los componentes de las computadoras son cada vez más y más pequeños, se hace más difícil el producir sistemas electrónicos en una nanoescala.  Así que los investigadores buscan soluciones en la naturaleza haciendo uso de los microbios.


En su estudio, los científicos usaron la bacteria Magnetospirillummagneticum. Es un organismo que usualmente vive en entornos acuáticos, bajo la superficie de estanques o lagos donde el oxígeno es escaso.  Estas criaturas nadan arriba y abajo siguiendo las líneas de los campos magnéticos de la Tierra, alineándose con ellos como la aguja de una brújula, en búsqueda de concentraciones de oxígeno.  Cuando la bacteria ingiere hierro, unas proteínas en su interior interactúan con el metal para producir diminutos cristales del mineral magnetita, el más magnético de la Tierra.  Tras estudiar el modo en que los microbios recolectan, dan forma y posicionan a estos nanoimanes dentro de su cuerpo, los investigadores copiaron el método y lo aplicaron en el exterior de la bacteria, "cultivando" así imanes que en el futuro podrían usarse para fabricar discos duros.


Además de usar microorganismos para producir imanes, los científicos lograron crear pequeños cables eléctricos hechos con organismos vivientes.  Generaron tubos en escala nano hechos con la membrana de células artificiales cultivadas en el laboratorio con la ayuda de una proteína presente en las moléculas de lípidos humanas.  Además de en computación, estos cables biológicos podrían usarse también en cirugía porque son enormemente biocompatibles.






Fuente: La Vanguardia, BBC Mundo