Circuito lógico a partir de genes bact.

Un circuito lógico complejo formado a partir de los genes bacterianos

El circuito está diseñado para actuar como el controlador en bacterias sintéticas que controlar y modificar su entorno

Al igual que los circuitos electrónicos están hechos de resistencias, condensadores y transistores, circuitos biológicos se pueden hacer a partir de genes y proteínas reguladoras. Ingeniero sueño TaeSeok Luna es el diseño modular "partes genéticas" que pueden usarse para desarrollar sistemas de automatización dentro de los microbios que programarlos para producir combustible, limpiar contaminantes, o matar a las bacterias infecciosas o células cancerosas.

Por la fuerza de la costumbre tendemos a asumir las computadoras están hechas de silicio, pero en realidad no hay una conexión necesariaentre la máquina y el material. Todo lo que un ingeniero tiene que hacer para hacer que un equipo es encontrar una manera de construir puertas lógicas - los bloques de construcción elementales de las computadoras digitales - en cualquier material es muy útil.

Así puertas lógicas teóricamente podría estar hecha de tubos de agua, canales para bolas de billar o incluso laberintos para loscangrejos de soldado.

Por ambición comparación Tae Seok Luna, que es construir puertas lógicas de genes, parece eminentemente práctico. Como un becario postdoctoral en el laboratorio de Christopher Voigt, PhD, biólogo sintético en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, que recientemente hizo la mayor gen (o genético) Circuito pendiente de publicación.

Luna, PhD, ahora un profesor asistentede la energía, la ingeniería ambiental y química en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Washington en St. Louis es el autor principal de un artículo que describe el proyecto en el 7 de octubre de la revista Nature. Voigt es el autor principal.

Los diminutos circuitos construidos a partir de estas puertas de genes y otros como ellos puedan un día ser componentes decélulas modificadas que se monitorean y responden a sus ambientes.

El número de tareas que podría realizar sólo está limitado por la evolución y el ingenio humano. Janitor bacterias pueden limpiar contaminantes, ingeniero químico de bacterias bombear biocombustibles y bacterias en miniatura de control de infecciones might bullicio de matar a los patógenos.


Cómo hacer una puerta de genesLa base de las computadoras modernas es la puerta lógica, un dispositivo que hace que las comparaciones simples entre los bits, el 1s y 0s, en la que los ordenadores codificar información. Cada compuerta lógica tiene varias entradas y una salida. La salida de la puerta depende de los insumos y la operación de la puerta realiza.

Una puerta AND, por ejemplo, se enciende sólo si todas susentradas están en. Una puerta OR se enciende si cualquiera de sus entradas son en.

Sugestivamente, los genes se enciende o se apaga cuando un factor de transcripción se une a una región de ADN adyacente al gen llamado un promotor.

Para hacer una puerta Y de genes, sin embargo, la Luna tuvieron que encontrar un gen cuya activación es controlada por al menos dos moléculas, no uno. Por lo tanto,sólo si tanto molécula 1 y la molécula están presentes 2 será el gen puede encender y se traduce en proteína.

Tal circuito genético había sido identificado en Salmonella typhimurium, la bacteria que causa la intoxicación alimentaria. En este circuito, el factor de transcripción puede unirse al promotor de un gen sólo si una molécula llamada una chaperona está presente. Esto significaba que elcircuito genético podría constituir la base de una Y de dos entradas de la puerta.

La Luna circuito eventualmente construido constaba de cuatro sensores para cuatro moléculas diferentes que se alimentaban en tres de dos puertas Y de entrada. Si todas las cuatro moléculas estaban presentes, las tres puertas Y encendido y el último produce una proteína reportera que fluoresce rojo, de modo que el...