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Pronto il primo chip biologico per la creazione di “computer viventi”

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I computer ‘viventi’ sono piu’ vicini grazie alla realizzazione di un chip alimentato dall’energia delle cellule. Per la prima volta la ‘macchina molecolare’ con cui una cellula vivente si rifornisce di energia e’ stata collegata ad un circuito integrato: si aprono le porte all’elettronica biologica. In futuro, per esempio, si potrebbero costruire chip capaci di riconoscere determinate molecole, o in grado di percepire odori e sapori.

Descritto sulla rivista Nature Communications, il primo chip biologico e’ stato realizzato alla Columbia University di New York. E’ stato ottenuto collegando ad un normale circuito integrato una membrana artificiale nella quale si trova una pompa che rilascia nel dispositivo la stessa molecola che da’ energia alle cellule, chiamta Atp (adenosina trifosfato). La membrana e’ una copia, in dimensioni piu’ grandi, della membrana che permette di trasportare energia all’interno delle cellule. I ricercatori, coordinati da Ken Shepard, considerano incoraggianti i risultati finora ottenuti con il prototipo.

Scienziati della Johns Hopkins Univeristy hanno progettato dei compuer che utilizzano cellule che a loro volta si comportano come porte logiche booleane, producendo un output in base a una o più unico input. Questo potrebbe aiutare i ricercatori della Nature Chemical Biology, a creare computer che utilizzano le cellule come piccoli circuiti.

Adesso la scommessa e’ miniaturizzare il dispositivo. Le possibili applicazioni sono interessanti: e’ possibile “realizzare sistemi completamente nuovi” e con “nuove funzioni”, ha rilevato Shepard. Ad esempio, “oggi si utilizzano cani in grado di annusare gli esplosivi, ma in futuro – secondo i ricercatori – si potrebbero utilizzare solo le molecole che rendono l’olfatto dei cani cosi’ sensibile”.

Ciascuno di noi è un computer biomolecolare

Il DNA, alla fine, è un codice come tutti gli altri. Chi sa programmare un computer conosce diversi linguaggi di programmazione, e tanti film hanno reso celebre quelle striscioline di parole incomprensibili, font verde su sfondo nero (almeno, erano colorate così negli anni ’80. Ma anche in Matrix). Non era quindi difficile pensare che prima poi qualcuno avrebbe provato a mischiare le due cose: a realizzare, cioè, un computer che fa calcoli (e questo è normale) basandosi, invece che sui chip di silicio, sulle molecole biologiche (e questo, normale ancora non lo è).
Gli scienziati dello Scripps Research Institute in California e del Technion Israel Institute of Technologyhanno realizzato insieme quello che chiamano “il primo computer biologico al mondo”, in grado di criptare e decifrare immagini. Questo computer è basato su chip di DNA, e sarebbe fatto interamente da molecole.

I computer di cavi e metallo, spiega Ehud Keinan, il ricercatore che ha guidato il progetto, hanno quattro componenti: l’hardware, il software, l’input (l’ingresso dei dati nella macchina) e l’output (la risposta della macchina agli stimoli). “Ci sono però macchine computazionali in cui tutte e quattro le componenti sono fatte da molecole biologiche. Ad esempio, tutti i sistemi biologici, così come gli organismi viventi, sono come computer. Ciascuno di noi è un computer biomolecolare, una macchina in cui tutte e quattro queste componenti parlano tra loro in modo logico”.

Che aspetto ha un computer biologico? Lo stesso che ha un qualsiasi altro esperimento da laboratorio. E’ una provetta che contiene un liquido pressochè trasparente. ”Non è esattamente fotogenico – aggiunge Keinan -. Questo computer è ‘costruito’ combinando componenti chimici in una soluzione. Diverse piccole molecole di DNA sono miscelate con enzimi e ATP”; quest’ultima è la fonte di energia delle cellule, e quindi anche del computer biologico (bello non dover pagare la bolletta, eh?).
”Qui le molecole iniziano a interagire le une con le altre, e poi controlliamo cosa hanno combinato”. Ovviamente, i ricercatori sono in grado di ‘pilotare’ almeno un minimo il loro comportamento, programmandole per ottenere i risultati desiderati.

Questo computer biologico è basato sui concetti elaborati da Alan Turing, mostro sacro dell’informatica nato esattamente cento anni fa. Funziona, quindi, esattamente (almeno concettualmente) come il computer dal quale vi scrivo. Pare però che non ci sia pericolo che in futuro i computer biologici sostituiscano quelli di silicio: ”I vantaggi dei computer biomolecolari hanno a che fare con proprietà ben diverse da quelle degli elaboratori elettronici, che garantiscono velocità maggiore, solidità e potenza di calcolo”, anche se i computer biologici, essendo appunto fatti di molecole e DNA, “non hanno bisogno di una interfaccia, dato che le molecole sono già capaci di interagire tra loro”. E poi, volete mettere il rischio di prendere un virus dal proprio computer, o peggio!, quello di scaricare una nuova influenza da internet?

Redazione SdC

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tratto da: fonte fonte