Desarrollan el primer transistor biológico

Publicado de Joan Carles López & Vicente Lacorzana en Transistor Biológico · 5 Junio 2020
Tags: transistor, biológico, computadoras, biológicas, células, ADN, ARN, transcriptor, vacunas, BillGates

Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha desarrollado el primer transistor biológico a partir de materiales genéticos: ADN y ARN. Bajo el nombre de "transcriptor", los científicos hablan de este transistor biológico como el componente final necesario para la construcción de computadoras biológicas que funcionen dentro de las células vivas.

Un trabajo que nos acercaría a una tecnología que podría detectar cambios en el entorno de la célula, almacenar un registro de ese cambio en la memoria a través del ADN y finalmente desencadenar algún tipo de respuesta. Los investigadores ponen como ejemplo la posibilidad de que una célula deje de producir insulina o incluso destruir un cáncer si fuera detectado.

Transcriptor vendría a ser el análogo biológico del transistor digital. Es capaz de controlar el flujo del ARN polimerasa a medida que viaja a lo largo de una cadena de ADN, y lo haría mediante combinaciones especiales de enzimas (Integrases) que controlan el movimiento del ARN a lo largo de las cadenas. Según Jerome Bonnet, uno de los científicos que ha participado en el proyecto:

"La elección de las enzimas es importante. Hemos tenido mucho cuidado para seleccionar las enzimas que funcionan en las bacterias, los hongos, las plantas y los animales, de manera que las bio-computadoras pueden ser modificadas dentro de una variedad de organismos."

By Huijunan - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39119713

En un BioFET típico, una capa aislante eléctrica y químicamente (por ejemplo, sílice) separa la solución de analito del dispositivo semiconductor. Una capa de polímero, más comúnmente APTES, se usa para unir químicamente la superficie a un receptor que es específico del analito (por ejemplo, biotina o un anticuerpo). Tras la unión del analito, se producen cambios en el potencial electrostático en la superficie de la capa aislante de electrolitos, que a su vez da como resultado un efecto de activación electrostática del dispositivo semiconductor y un cambio medible en la corriente entre la fuente y los electrodos de drenaje.

Como un transistor, una de las funciones de transcriptor es la de amplificación de la señal. Los investigadores explican que un pequeño cambio en la actividad de la enzima puede causar un cambio enorme en los dos genes conectados. Mediante la combinación de transcriptors múltiples, los investigadores de Stanford crearon un conjunto completo de puerta lógica booleana que permitía ejecutar cálculos dentro de una célula viva.

By Huijunan - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39119712

Los bio-FET se clasifican según el elemento de reconocimiento biológico utilizado para la detección: En-FET, que es un FET modificado con enzimas, Immuno-FET, que es un FET modificado inmunológicamente, DNA-FET, que es un FET modificado con ADN, CPFET, que es FET de potencial celular, escarabajo / chip FET y artificial basado en BioFET.

Sea como fuere, el fin es conseguir un bio-computador u ordenador biológico en el futuro con la capacidad de alertar de manera temprana una enfermedad o como simple herramienta de diagnóstico, aunque a corto plazo las científicos hablan de sensores biológicos que podrán medir los cambios en el entorno y los registros celulares.

Stanford ha dispuesto en dominio público el diseño de las puertas lógicas de Integrase para que otros institutos de investigación participen en el esfuerzo de lograr la primera computadora biológica.

Fuente: https://hipertextual.com/2013/04/primer-transistor-biologico

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