Si alguien oye hablar de circuitos digitales el subconsciente le haría imaginar circuitos electrónicos basados en transistores, tanto bipolares (lógica TTL) como MOSFET (lógica CMOS), es decir, tecnologías que forman la base de todos los dispositivos electrónicos que conocemos hoy en día. Aún así, desde hace tiempo se están buscando nuevos materiales con los que desarrollar nuevos tipos de sistemas, entre ellos los sistemas biológicos, senda en la que un equipo de investigación del Imperial College de Londres han dado un paso muy significativo. El equipo ha sido capaz de implementar componentes digitales básicos (puertas lógicas) mediante bacterias a las que se les ha modificado el ADN.
Suena bastante raro pero el equipo de investigación ha sido capaz de implementar puertas lógicas mediante bacterias que viven en nuestro intestino, la Escherichia coli o E. coli, que pueden utilizarse para procesar información de la misma manera que un circuito electrónico, eso sí, con este hallazgo el equipo del Imperial College ha logrado el sistema biológico más avanzado conocido hasta la fecha.
Según el profesor Richard Kitney, co-autor del estudio e investigador del Centro para la Biología Sintética e Innovación del Departamento de Bioingeniería:
Las puertas lógicas son los pilares fundamentales en los que se basa toda nuestra electrónica digital que, a su vez, se apoya sobre el silicio. Sin estos circuitos no podríamos procesar datos digitales, sin embargo, acabamos de demostrar que podemos reproducir estas piezas mediante bacterias y ADN, algo que podría conducir a una nueva generación de procesadores biológicos que podrían ser tan importantes como sus equivalentes en el ámbito de la electrónica
Aunque el hallazgo está en una fase muy temprana, en un futuro no descartan que pudiese ser la semilla que permita construir computadoras biológicas microscópicas que pudiesen incluir sensores que viajasen dentro de las arterias o aplicar tratamientos farmacológicos en una zona específica, por ejemplo, para detectar y destruir células cancerosas dentro del cuerpo o controlar y neutralizar toxinas producidas por la contaminación.
Estas puertas lógicas biológicas se comportan de la misma manera que sus equivalentes electrónicos, es decir, responden (o no responden) según unos estímulos determinados y, además, son modulares y pueden conectarse entre sí (formando una cascada o un circuito digital mucho más complejo). Y si un circuito digital responde ante una tensión eléctrica, ¿qué es lo que estimula a estas bacterias modificadas?
Mediante la E. Coli modificada genéticamente, el equipo implementó una puerta AND que respondía cuando era estimulada mediante sustancias químicas y ofrecía resultados similares que su equivalente electrónica si bien el estímulo era químico y no eléctrico. Para rizar aún más el rizo, los investigadores desarrollaron una puerta NOT y la combinaron con la puerta AND para obtener una NAND y, así, obtener un sistema mucho más complejo.
Creemos que la próxima etapa de nuestra investigación podría llevarnos a un nuevo tipo de circuitos de procesamiento de datos. En el futuro podremos ver, como algo normal, el procesamiento de información de manera biológica, es decir, mediante productos químicos que es la misma forma que nuestro cuerpo utiliza para procesar y almacenar la información
La idea, francamente, es muy interesante si bien es cierto que el estudio se encuentra en una fase muy primaria y, por tanto, pasará algún tiempo hasta que este tipo de tecnología se pueda explotar más allá de los confines de un laboratorio. De todas formas, que una bacteria pueda procesar información y comportarse de la misma manera que componentes digitales discretos es, como poco, fascinante.
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