Bacterii transformate in “calculatoare”

Stiinta si tehnologia au cunoscut, in ultimii ani, un avans fara precedent, descoperirile si inventiile succedandu-se intr-un ritm nemaicunoscut pana la aceasta data. Printre acestea se situeaza si performanta unui grup de ingineri de la MIT (Massachusetts Institute of Technology), din Statele Unite ale Americii, care au reusit, anul acesta, sa transforme celule de bacterii in « calculatoare » capabile sa realizeze operatii matematice de adunare, scadere, impartire, sa extraga radacina patrata sau sa calculeze logaritmi. Rezultatele cercetarilor si experimentelor au fost publicate in revista Nature, in numarul din 15 mai 2013.

Pentru a ajunge la o asemenea realizare, cercetatorii s-au folosit de material genetic din celule bacteriene, pe care le-au modificat de asa maniera incat sa creeze circuitele de calcul de care aveau nevoie. Un atu al procedeului utilizat consta in faptul ca specialistii s-au bazat pe caracteristicile biochimice deja prezente, in stare naturala, in celulele selectionate.

Mai exact, cum pot ajunge niste celule de bacterii sa efectueze operatii matematice ? De exemplu, pentru a obtine celule de bacterii care sa poata aduna doua valori, oamenii de stiinta implicati in proiect au folosit doua circuite, fiecare circuit fiind activat de o celula specifica. In primul circuit de calcul creat au valorificat o substanta numita arabinoza activa (care intra in structura pectinelor, fibre solubile, nedigerabile, atasate glucidelor) – gena codanta pentru proteina GFP (Green Fluorescent Protein), de culoare verde fosforescent, care are proprietatea de a fuziona in vitro cu gena unei proteine care urmeaza a fi studiata. In al doilea circuit, s-a apelat la o molecula de AHL activ, o gena care produce, de asemenea, proteina GFP. Pentru a calcula suma valorilor intrate in fiecare dintre cele doua circuite, este de ajuns sa se masoare cantitatea de proteina GFP generata la final. S-a efectuat, astfel, de catre celula, o adunare.

Crearea de celule capabile sa realizeze calcule ar putea permite, in viitor, dezvoltarea unor metode terapeutice. De exemplu, pornind de la extract de bacterii, s-ar putea produce celule care sa detecteze, in organism, tumorile, si sa declanseze, in acelasi timp, un raspuns molecular care sa le suprime. Un astfel de procedeu fusese, de altfel, testat, inca din 2011, cand s-a demonstrat ca se pot crea celule cu circuite logice, care sa faca diferenta intre celulele sanatoase si celulele atacate de cancer de col uterin. Cand celulele modificate detectau celulele tumorale, ele puteau sa produca o proteina care avertiza asupra existentei bolii sau chiar distrugea celulele bolnave.

Este evident ca toate aceste experimente din categoria bioingineriei sau a biologiei sintetice, care apeleaza la diverse procedee, bazate pe materia vie (in cazul acesta, bacteriile) nu sunt lipsite de riscuri, deoarece implica manipularea viului, impunandu-i comportamnte pe care nu le-a avut mai inainte. Din greseala (sau nu) se poate ajunge la crearea de agenti patogeni sau la alte situatii aberante sau periculoase pentru viata. Trebuie adaugat, la aceasta, faptul ca existenta pe internet a multor informatii referitoare la biologia de sinteza, la structura virusilor etc. face ca tot mai multi oameni, in mare parte pseudospecialisti sau, cum li se mai spune, „biohackers„, sa aiba acces la domeniu. Exista chiar societati care se ofera sa efectueze secventieri de ADN, la comanda, la preturi din ce in ce mai accesibile. Pana la urma, posibilitatea omului, in epoca moderna, de a actiona si de a modifica evolutia naturala a lumii vii ar trebui sa il responsabilizeze si mai mult.