Wetenschappers bouwen cellulaire dna-computers

Onderzoekers hebben biologische bouwstenen ontwikkeld die de functie van een biologische transistor kunnen vervullen. Met de eiwitten kan genetische informatie selectief worden gekopieerd op basis van booleaanse logica. Biologische computers zouden dankzij de transistors mogelijk worden.

De biologische transistors en logische poorten die door een team onder leiding van Jerome Bonnet van de universiteit van Stanford werden ontwikkeld, moeten levende cellen tot computers maken. Het team ontwikkelde eerder al de benodigde overige componenten voor biologische computers: opslagmogelijkheden van digitale data in dna en het vermogen die genetische informatie ofwel data uit te wisselen. Met de biologische transistors en logic gates heeft het team alle benodigdheden voor een levende, cellulaire computer, zo bericht de universiteit.

Het team noemt zijn logic gates met biologische transistors zeer toepasselijk BIL gates, een acroniem voor Boolean Integrase Logic gates. 'Boolean' in de naam refereert uiteraard naar de booleaanse logica van de poorten: het team ontwikkelde die logische bouwstenen zodat de cellen op een groot aantal stimuli, zoals de aan- of afwezigheid van specifieke voedingsstoffen of andere chemische stoffen, kunnen reageren. Het 'Integrase' in de naam verwijst naar de manier waarop de 'transistors' werken: data van dna kan selectief worden gekopieerd met behulp van integrases, die op hun beurt rna-polymerase aansturen. Rna-polymerase is verantwoordelijk voor het uitlezen van data uit dna: het dupliceert dna-strengen in de vorm van rna, dat weer als mal dient om eiwitten te produceren.

Informatie kan op die manier de cel aanzetten om specifieke stukken dna uit te lezen, waarbij een kleine stimulus versterkt kan worden om grote hoeveelheden eiwitten te maken, net als transistors een signaal kunnen versterken. Zo zijn de BIL gates analoog aan met transistors gemaakte logic gates. Met de drie bouwstenen voor biologische computers gereed, denken de Stanford-onderzoekers de 'wetware' in te kunnen zetten om organismes beter te bestuderen, maar ze zouden ook als omgevingssensors kunnen dienen. De cellen kunnen vastleggen welke chemische stoffen in het milieu zijn aangetroffen. Ook voor medische doeleinden zouden de biologische computers inzetbaar zijn, bijvoorbeeld voor de efficiëntere werking van medicijnen.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

IT-banen

Reacties (23)

Bartske 29 maart 2013 11:33

Heel gaaf dit, maar stel je zou dit soort 'computers' in een lichaam stoppen, zouden ze duizenden verschillende stimuli van naburige cellen en via het bloed ontvangen. Het gaat nog een aardige klus worden om de cel niet op die stimuli niet te laten reageren en wel op stimuli die de wetenschappers in gedachten hadden om bijvoorbeeld de release van een cytostaticum in de buurt van een tumor te initiëren. Daarnaast is het (nu) zo dat cellen wel stimuli van naburige cellen moeten ontvangen, anders gaan ze dood (in apoptose). Ik zie nog genoeg werk voor deze wetenschappers maar wie weet is het over 30/40 jaar wel zover!

0rbit @Bartske • 29 maart 2013 11:52

Als je dit in een lichaam stopt komt er een cel van je afweersysteem die de lichaamsvreemde stof onmiddelijk onschadelijk maakt en afvoert.

Bartske @0rbit • 29 maart 2013 12:53

We transplanteren tegenwoordig hele lichaamsvreemde organen in mensen, en die laten we stoffen slikken die het immuunsysteem onderdrukken. Dit zou natuurlijk ook makkelijk kunnen met zo'n cel, en zeker omdat hij niet voor altijd in het lichaam hoeft te blijven (als je hem voor de release van medicijnen gebruikt).

Verwijderd @Bartske • 29 maart 2013 12:38

Ik weet niet of ik zo maar van alles in mijn lichaam wil. Wetenschappers doen vaak alsof alles al zo'n beetje bekend is en dat de details nog ingevuld moeten worden. Maar allerlei rare DNA en RNA varianten in een lichaam stoppen lijkt me radicaal.

Bartske @Verwijderd • 29 maart 2013 12:55

Ze maken gebruik van RNA polymerase, en dit zit in elke cel van je lichaam, ook het DNA is niet anders. Ze maken gebruik van integrases om stukken DNA in het genoom in te bouwen, dit is een manier die nu al gebruikt wordt door een heleboel wetenschappers en ook de manier waarop bijvoorbeeld het HIV virus te werk gaat.

The Jester 29 maart 2013 11:59

Hersenen op sap.... het komt steeds dichterbij.
Mooi, maar wel een beetje eng, IMHO.

Waah 29 maart 2013 12:13

"mijn computer is dood" krijgt opeens een wel heel letterlijke betekenis bij deze uitvinding.

Dr-Fruit 29 maart 2013 12:51

"De lift" anyone? De lift (1983)
http://imdb.com/title/tt0087622/

Arrogant @Dr-Fruit • 29 maart 2013 13:30

Dat was ook mijn eerste gedachte.

Nathilion 29 maart 2013 13:14

Interessante concepten waar ze mee werken. Ben erg benieuwd waar dit allemaal tot gaat leiden. Maar ook hoe snel het zal gaan voordat dit uit het lab komt en in de echte wereld.

Oh, en hier is nog de link naar de comic waar ze naar verwijzen: http://mit.edu/endy/www/scraps/comic/AiSB.vol1.pdf. Best wel een grappige manier om wat basale concepten uit te leggen.

verleemen 29 maart 2013 13:44

En dan komt wr dus ooit een tijd waar je je smartphone simpelweg met een dna injectie in je lichaam laat groeien. Zijn we gelijk van dat brain machine interface probleem af. Wordt eXistence toch nog realiteit.

DigitalExorcist 29 maart 2013 11:31

Toch grappig, dat ze dat concept in Star Trek Voyager al 'uitgewerkt' hadden. De bio-gelpacks die het kloppend hart van Voyager vormen, de scheepscomputer.

sfranken @DigitalExorcist • 29 maart 2013 11:59

De bio-gelpacks waren "nodes". De centrale computer was geen bio variant geloof ik als ik de serie goed onthouden heb van een week of drie terug (heb alles weer zitten kijken)

deeste08 @sfranken • 29 maart 2013 14:31

Dat is toevalig, ben ook net klaar met een rerun van voyager. Firefly is de volgende op mijn lijst.

on topic:

Een goede ontwikkeling, nu ze alle "onderdelen" hebben een werkende computer te bouwen is het nog maar de vraag hoelang deze "computer" het uit houd in de echte wereld.

Ik bedoel, volgens mij vervallen organische onderdelen toch best snel vergeleken met hedendaagse technologie.