Un transcriptor es un dispositivo similar a un transistor compuesto de ADN y ARN en lugar de un material semiconductor como el silicio . Antes de su invención en 2013, el transcriptor se consideraba un componente importante para construir computadoras biológicas . [1]
Para funcionar, una computadora moderna necesita tres capacidades diferentes: debe ser capaz de almacenar información , transmitir información entre componentes y poseer un sistema básico de lógica . [2] Antes de marzo de 2013, los científicos habían demostrado con éxito la capacidad de almacenar y transmitir datos utilizando componentes biológicos hechos de proteínas y ADN . [2] Se habían demostrado puertas lógicas simples de dos terminales , pero requerían múltiples capas de entradas y, por lo tanto, no eran prácticas debido a las dificultades de escala. [3]
El 28 de marzo de 2013, un equipo de bioingenieros de la Universidad de Stanford dirigido por Drew Endy anunció que habían creado el equivalente biológico de un transistor, al que llamaron "transcriptor". Es decir, crearon un dispositivo de tres terminales con un sistema lógico que puede controlar otros componentes. [2] [3] El transcriptor regula el flujo de la ARN polimerasa a través de una hebra de ADN utilizando combinaciones especiales de enzimas para controlar el movimiento. [1]Según el miembro del proyecto Jerome Bonnet, "La elección de las enzimas es importante. Hemos tenido cuidado de seleccionar enzimas que funcionan en bacterias, hongos, plantas y animales, de modo que las biocomputadoras puedan diseñarse dentro de una variedad de organismos". [1]
Los transcriptores pueden replicar las puertas tradicionales AND , OR , NOR , NAND , XOR y XNOR con equivalentes, que Endy denominó "puertas lógicas integradas booleanas (BIL)", en un proceso de una sola capa (es decir, sin requerir múltiples instancias de las puertas más simples). para construir otros más complejos). [2] [3] Como un transistor tradicional, un transcriptor puede amplificar una señal de entrada. [1] Un grupo de transcriptores puede realizar casi cualquier tipo de cálculo, incluido el recuento y la comparación. [2] [4]
Stanford dedicó el diseño de la puerta BIL al dominio público , lo que puede acelerar su adopción. [1] Según Endy, otros investigadores ya estaban usando las puertas para reprogramar el metabolismo cuando el equipo de Stanford publicó su investigación. [4]
La computación por transcriptor sigue siendo muy lenta; pueden pasar algunas horas entre la recepción de una señal de entrada y la generación de una salida. [5] Endy dudaba que las biocomputadoras fueran alguna vez tan rápidas como las tradicionales, pero agregó que ese no es el objetivo de su investigación. "Estamos construyendo computadoras que funcionarán en un lugar donde su teléfono celular no funcionará", dijo. [2] Los dispositivos médicos con computadoras biológicas integradas podrían monitorear, o incluso alterar, el comportamiento de las células desde el interior del cuerpo de un paciente. [1] ExtremeTech escribe: