Revoluce v technologiích: Vědci vytvořili z bakterií biopočítač, který umí řešit matematické problémy

Vědci stále posouvají hranice technologie a využívají biologické procesy k řešení složitých matematických problémů. Tzv. biopočítače spojují principy syntetické biologie a výpočetní techniky, což otevírá dveře zcela novým možnostem. Informuje o tom web Nespěchej.cz.

Tým výzkumníků z indického Sahova institutu jaderné fyziky (SINP) vytvořil biopočítač z 14 upravených bakteriálních buněk. Tyto buňky fungují jako modulární jednotky, které lze kombinovat podobně jako stavebnici LEGO. Díky tomu je možné sestavit různé konfigurace, které dokážou řešit specifické úlohy. V rámci výzkumu byl biopočítač schopen zvládnout devět rozhodovacích problémů typu ANO/NE a jeden optimalizační problém. Kromě toho ale také dokáže například identifikovat prvočísla, ověřit, zda je dané písmeno samohláska, nebo určit maximální počet kousků pizzy či koláče získaných určitým počtem rovných řezů.

Živé buňky už samy o sobě vykonávají výpočetní operace při plnění biologických úkolů. Například imunitní systém dokáže efektivně „vypočítat“ optimální obrannou strategii při boji s infekcí. Pokud se tyto přirozené procesy izolují a aplikují na jiné oblasti, jako je matematika nebo logika, vznikají možnosti pro využití biopočítačů.

Propojením buněk do jednoho systému vzniká biologická verze polovodičových obvodů. Tyto „živé obvody“ mohou řešit širokou škálu úloh podobně jako klasické počítače, ovšem s mnohem menší spotřebou energie.

Proč právě bakterie? Bakterie, zejména druh E. coli, jsou ideálním „stavebním materiálem“ pro biopočítače. Jsou malé, rychle se množí, přežívají v extrémních podmínkách a vyžadují jen minimum energie. Navíc jsou dobře prozkoumané a snadno dostupné, což z nich činí ideální volbu pro podobné experimenty.

Tento výzkum, publikovaný v časopise Nature Chemical Biology, ukazuje, že biopočítače mají potenciál stát se důležitou součástí technologií budoucnosti. Mohly by najít využití v medicíně, materiálových vědách nebo v kosmické technice.