Ilmuwan India menciptakan bakteri hasil rekayasa genetika yang mampu melakukan perhitungan matematis

Upaya rekayasa genetika di Saha Institute of Nuclear Physics (SINP) di Kolkata baru-baru ini menghasilkan spesies bakteri yang dapat melakukan operasi matematika. Terobosan ini menunjukkan bahwa sel bakteri, ketika dimodifikasi, dapat melakukan penjumlahan dan pengurangan bahkan menentukan bilangan prima antara 0 dan 9. Karya para peneliti India menunjukkan kemungkinan dasar pembuatan biokomputer, perangkat yang menggunakan sel hidup untuk perhitungan. Penelitian ini dapat memajukan integrasi sistem biologis ke dalam ilmu komputasi.

Evolusi biokomputer dan kemampuan yang muncul

Itu adalah ruang belajar diterbitkan Dalam Jurnal Biologi Kimia Alami. Penggunaan sel hidup dalam komputasi telah mengalami kemajuan bertahap selama dua dekade. Awalnya, biologi sintetik memungkinkan para ilmuwan mengembangkan gerbang logika seluler untuk operasi dasar seperti “DAN”, “ATAU”, dan “TIDAK”, meniru fungsi prosesor silikon tetapi pada tingkat yang lebih sederhana. Dengan menyempurnakan jaringan genetik pada organisme seperti E. coli dan ragi, para peneliti mampu menginduksi sel untuk melakukan penambahan dan pengurangan. Namun, proses yang dicapai dalam studi awal ini masih dalam lingkup dasar, dan belum sesuai dengan kompleksitas prosesor digital modern.

Kemajuan dalam komputasi bakteri melalui prinsip jaringan saraf

Dalam penelitian mereka saat ini, para ilmuwan SINP menerapkan model jaringan saraf tiruan pada kerangka genetik E. coli, mengintegrasikan 14 sirkuit genetik unik untuk membentuk spesies bakteri yang berbeda. Bakteri ini ditempatkan di lingkungan cair yang terkendali, di mana mereka dapat melakukan operasi matematika termasuk menentukan apakah bilangan prima. Misalnya, ketika terkena rangsangan kimia tertentu, bakteri memberi sinyal responsnya dengan mengeluarkan protein yang memberi sinyal “ya” dengan warna hijau dan “tidak” dengan warna merah. Penerapan bakteri untuk memecahkan masalah yang lebih abstrak, seperti menentukan bilangan prima, adalah yang pertama dalam komputasi biologis.

Implikasi untuk penelitian masa depan

Menurut Bagi Mohit Kumar Jolly, asisten profesor di Indian Institute of Science di Bangalore, penelitian ini dapat memberikan wawasan tentang kemampuan sel dalam mengambil keputusan, sebuah proses yang belum sepenuhnya dipahami. Hasilnya membuka cakrawala baru dalam studi pemrosesan informasi biologis dan mengungkap potensi sel hidup yang belum dimanfaatkan dalam aplikasi komputasi. Karya para peneliti SINP ini dapat mendefinisikan kembali ruang lingkup komputasi, mengungkap potensi bakteri sebagai media komputasi biologis.