Circuito lógico complejo hecho a partir de genes bacterianos

La base de los ordenadores modernos es la puerta lógica, un dispositivo que realiza comparaciones sencillas entre los bits, los ceros y los unos, con los que codifican la información. Aunque la computación convencional se basa en la electrónica del silicio, cualquier sistema capaz de albergar dispositivos que se comporten como puertas lógicas podría servir de base para una computadora. Por ejemplo, un conjunto de tuberías de agua.

El concepto al que han recurrido Tae Seok Moon, ahora profesor de ingeniería química, ambiental y de la energía en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en la Universidad Washington en San Luis, Misuri, Estados Unidos, y Christopher Voigt, biólogo sintético en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, es construir puertas lógicas a partir de genes.

Y el primer resultado tangible es ciertamente muy alentador: el circuito genético más grande y complejo del que se tenga conocimiento.

El circuito consiste en cuatro sensores (para cuatro sustancias diferentes) y tres puertas lógicas. Si las cuatro sustancias están presentes, las tres puertas lógicas se activan y la última provoca la emisión de una proteína de aviso, con fluorescencia roja, de tal modo que las operaciones del circuito pueden ser vigiladas con facilidad.

En el futuro, los circuitos hechos con puertas lógicas genéticas podrían ser componentes de células sintéticas que vigilen su entorno o reaccionen a él de maneras específicas y sofisticadas.


La cantidad de labores que tales células sintéticas podrían realizar sólo está limitada por la evolución y el ingenio humano. Las células bacterianas sintéticas podrían eliminar sustancias contaminantes, secretar biocombustibles, o atacar a patógenos dentro del cuerpo humano. Por ejemplo, una bacteria sintética con un circuito genético de esta clase podría ser capaz de percibir cuatro indicadores diferentes de cáncer y, en presencia de los cuatro, liberar un factor que destruya células tumorales.

Conviene matizar que el equipo de Moon no pretende valerse de este concepto de las puertas lógicas genéticas para construir una computadora. Moon lo considera poco práctico. La verdadera utilidad de usar puertas lógicas genéticas está en el campo biológico. Usándolas es factible acceder, de maneras simples y programables, a todas las cosas que los organismos biológicos hacen.

Una bacteria sintética diseñada por un amigo de Moon en la Universidad Tecnológica Nanyang en Singapur es capaz de detectar moléculas de señalización liberadas por el patógeno Pseudomonas aeruginosa. Cuando las moléculas alcanzan una concentración lo suficientemente alta, la bacteria genera una toxina y una proteína que la hace estallar, liberando así la toxina y matando a las P. aeruginosa cercanas. "El silicio no puede hacer eso", acota agudamente Moon.

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