Znajdź zawartość

Na University of Nottingham prowadzony jest projekt, którego celem jest stworzenie in vivo biologicznego systemu będącego odpowiednikiem systemu operacyjnego. Uczeni pracujący pod kierunkiem profesora Natalio Krasnogora chcą stworzyć reprogramowalną komórkę. Próbujemy stworzyć komórkowy odpowiednik systemu operacyjnego, dzięki czemu możliwe będzie przeprogramowywanie grupy komórek, by wykonywały one wymagane zadanie bez konieczności zmiany sprzętu - wyjaśnia Krasnagor. Mówimy tutaj o dokonaniu przełomu, dzięki któremu możliwe będzie szybkie tworzenie i uruchamianie niewystępujących w naturze żywych organizmów tak, by wypełniały one użyteczne zadania - dodaje uczony. Prace zespołu Krasnagora mogą doprowadzić z jednej strony do pojawienia się nowych źródeł pożywienia, a z drugiej, do powstania leków dostosowanych do konkretnego pacjenta czy też do wyprodukowania organów do przeszczepów. W projekcie AudACiOuS biorą udział naukowcy ze Szkocji, USA, Hiszpanii i Izraela. Uczeni chcą wyjść poza tradycyjną biologię i poza samo zrozumienie działania organizmów żywych. Swoją pracę rozpoczną od takiego zmodyfikowania E.coli by łatwiej było ją programować. Obecnie, gdy chcemy stworzyć komórkę, która będzie wykonywała konkretne zadania, musimy za każdym razem budować ją od początku. To długotrwały proces. Większość ludzi myśli, że jeśli chcemy zmienić zachowanie komórki, to wystarczy zmiana jej DNA, a to nie takie proste. Zwykle okazuje się, że komórka nie zachowuje się tak, jak trzeba i musimy zaczynać od początku. Jeśli projekt AudACiOuS da pozytywne rezultaty to za pięć lat będziemy mogli programować komórki bakterii za pomocą komputera, kompilować i przechowywać w nich programy tak, by móc w odpowiedniej chwili łatwo je wykonać - wyjaśnia Krasnagor.

W wielu instytutach badawczych trwają prace nad wykorzystaniem bakterii do budowy komputera, a zatem stworzenia czegoś w rodzaju znanej ze Star Treka rasy Borgów - kolektywnych umysłów składających się z wielu organizmów. Christopher A. Voigt wraz z kolegami z University of California w San Francisco, zaprezentował w jaki sposób można wykorzystać odpowiednio zmodyfikowane bakterie E.coli do stworzenia prostej maszyny liczącej. Zespół Voigta najpierw zmodyfikował E.coli tak, by wydzielały dwa rodzaje składników, pierwszy działający jak "1" lub "on", a drugi jak "0" lub "off". Zmodyfikowano też procesy sygnałowe zachodzące w E.coli, zmieniając w ten sposób bakterię w bramkę logiczną. I tak, na przykład, gdy genetyczny profil bakterii został skonfigurowany tak, by była ona bramką "AND", to po otrzymaniu sygnału "on" od obu sąsiadów, bakteria wyemituje składnik "on". Jeśli zaś była skonfigurowana jako "XOR", wyemituje sygnał "off". W ten sposób bakterie mogą stać się podzespołami maszyny liczącej. Myślimy o prądzie elektrycznym jak o czymś, za pomocą czego możemy wykonywać obliczenia. Ale tak naprawdę wszystko może działać jak komputer, koła zębate, rury z wodą czy biologiczne komórki. Tutaj mamy kolonię bakterii, które mogą otrzymywać sygnały chemiczne od sąsiadów i tworzyć bramki logiczne na tej samej zasadzie, jak tworzone są one w krzemie - stwierdził Voigt. Bakteryjne bramki logiczne są wielokrotnie większe od tych, które powstają obecnie w fabrykach korzystających z 32-nanometrowego procesu produkcyjnego. Jednak zaletą bakterii jest ich możliwość samonaprawy, przeprogramowywania oraz potencjalnie łatwiejsze tworzenie struktur 3D. Obecnie profesor Voigt pracuje nad stworzeniem bakteryjnego komputera zdolnego do przyjmowania komend w podobny sposób, jak przyjmują je tradycyjne komputery.

Po raz pierwszy w historii naukowcy odkryli niebezpieczną E.coli, która atakuje zwierzęta na Antarktydzie. Zjadliwy szczep E.coli, powodujący u ludzi i zwierząt niebezpieczne biegunki, zaatakował szczenięta fok na jednej z wysp. Naukowcy obawiają się, że choroba szybko może się rozprzestrzenić, gdyż kolonie fok są pożywieniem dla innych gatunków zwierząt. Bakteria została odkryta w futrach fok na wyspie Livingstone’a, w pobliżu znajdującej się tam chilijskiej stacji badawczej. Niebezpieczny patogen został przywleczony przez ludzi. Nigdy wcześniej nie znaleziono go u fok. Jorge Hernandez i jego koledzy ze szwedzkiego uniwersytetu w Kalmar, którzy znaleźli E.coli, stwierdzili również, że zwierzęta przebywające w pobliżu stacji badawczej są też nosicielami patogenów ze szczepów Salmonella i Campylobacter. Najbliższego lata w antarktycznych stacjach badawczych mają pojawić się specjalne odkurzacze próżniowe, które posłużą do czyszczenia ubrań. Ich zadaniem będzie zebranie z nich większych biologicznych cząstek, takich jak jaja insektów, które mogłyby zostać przyniesione przez człowieka na Antarktydę.