Hintli Bilim Adamları Matematiksel Hesaplama Yapabilen Genetiği Değiştirilmiş Bakteriler Yaratıyor

Kalküta’daki Saha Nükleer Fizik Enstitüsü’ndeki (SINP) genetik mühendisliği çalışmaları, yakın zamanda matematiksel işlemleri gerçekleştirebilen bir bakteri türü üretti. Bu buluş, bakteri hücrelerinin değiştirildiğinde toplama, çıkarma işlemlerini gerçekleştirebildiğini ve hatta 0 ile 9 arasındaki asal sayıları tanımlayabildiğini gösteriyor. Hintli araştırmacıların çalışması, hesaplama için canlı hücrelerden yararlanan biyobilgisayarların (biyobilgisayarların) yaratılması için olası bir temel öneriyor. Bu araştırma, biyolojik sistemlerin hesaplamalı bilime entegrasyonunu ileriye taşıyabilir.

Biyobilgisayarın Gelişimi ve Yükselen Yetenekler

Çalışma şuydu: yayınlandı Nature Chemical Biology dergisinde. Bilgisayar için canlı hücrelerin kullanımı yirmi yılda artan bir ilerleme kaydetti. Başlangıçta sentetik biyoloji, bilim adamlarının “VE”, “VEYA” ve “DEĞİL” gibi temel işlemler için silikon işlemcilerin işlevlerini taklit eden, ancak çok daha basit bir düzeyde hücresel mantık kapıları geliştirmelerine olanak tanıdı. Araştırmacılar, E. coli ve maya gibi organizmalardaki genetik ağları ayarlayarak hücreleri toplama ve çıkarma işlemi yapmaya yönlendirebildiler. Ancak bu ilk çalışmalarda gerçekleştirilen operasyonlar kapsam olarak temel düzeyde kaldı ve henüz modern dijital işlemcilerin karmaşıklığıyla eşleşemedi.

Sinir Ağı Prensipleri Yoluyla Bakteriyel Hesaplamadaki Gelişmeler

SINP bilim insanları, mevcut çalışmalarında, farklı bakteri türleri oluşturmak için 14 benzersiz genetik devreyi entegre ederek, E. coli bakterisinin genetik çerçevesine yapay sinir ağı modellerini uyguladı. Bu bakteriler, sayıların asal olup olmadığını belirlemek de dahil olmak üzere hesaplamaları gerçekleştirebilecekleri kontrollü sıvı ortamlara yerleştirildi. Örneğin, bakteriler belirli kimyasal uyaranlara maruz kaldıklarında, yeşil renkte “evet” ve kırmızı renkte “hayır” yazan proteinler salgılayarak tepkilerini işaret ediyorlardı. Asal sayıların belirlenmesi gibi daha soyut problemleri çözmek için bakterilerin bu uygulaması, biyolojik hesaplamada bir ilki işaret ediyor.

Gelecekteki Araştırmalar İçin Çıkarımlar

Binaen Bangalore’daki Hindistan Bilim Enstitüsü’nde yardımcı doçent olan Mohit Kumar Jolly’ye göre bu çalışma, henüz tam olarak anlaşılamayan bir süreç olan hücrelerin karar verme yeteneklerine ilişkin bilgiler sağlayabilir. Bulgular, biyolojik bilgi işleme çalışmalarında yeni yollar açıyor ve hesaplamalı uygulamalarda canlı hücrelerin kullanılmayan potansiyelini ortaya koyuyor. SINP araştırmacıları tarafından yapılan bu çalışma, hesaplamanın kapsamını yeniden tanımlayabilir ve bakterilerin biyolojik hesaplama ortamı olarak potansiyelini ortaya çıkarabilir.