2302
Інженери MIT створили бактерії, які виконують роль транзисторів — базових перемикачів електронної логіки. Замість електричного струму клітини керують потоком сигнальних молекул, а окремі колонії можна компонувати у більші схеми. У демонстраційному експерименті дослідники зібрали «живу плату» з 24 бактеріальних колоній, здатну обробляти кілька вхідних сигналів.
У звичайній електроніці транзистор працює як керований перемикач: один сигнал визначає, чи пройде інший струм далі по ланцюгу. Саме з мільярдів таких елементів складаються сучасні процесори.
Синтетична біологія давно створює логічні схеми всередині клітин. Зазвичай для цього бактерії програмують виробляти певні білки або фактори транскрипції, які вмикають та вимикають інші гени.
Цей підхід має межу. Для складних схем потрібна велика кількість незалежних молекулярних регуляторів, щоб сигнали не заважали один одному. До того ж одна клітина має обмежені ресурси для одночасного виробництва багатьох білків.
Команда MIT розділила обчислення між різними клітинами. Замість того щоб будувати весь логічний блок усередині однієї бактерії, кожна колонія виконує окрему функцію й передає результат сусідній колонії хімічним сигналом.
Основою стала бактерія Pantoea agglomerans, яка природно живе на різних поверхнях, зокрема на рослинах. Дослідники створили два типи бактеріальних «транзисторів». Один вмикається у присутності сигнальної молекули OC6, інший — вимикається.
Обидва типи також реагують на другу молекулу OC12 і залежно від комбінації входів виробляють третій сигнал OHC14. Щоб передавати інформацію далі, команда створила ще три штами-релеї, які перетворюють один хімічний сигнал на інший.
Колонії друкували на агарі приблизно через п’ять міліметрів одна від одної. Відстань підібрали так, щоб молекули доходили переважно до наступного елемента, а не розтікалися хаотично по всій «платі».
З п’яти стандартних бактеріальних компонентів дослідники зібрали кілька логічних операцій, включно з багатовхідними схемами, операцією OR, імплікацією та демультиплексором, який спрямовує один сигнал у вибраний напрямок. Найбільша продемонстрована система містила 24 колонії.
Швидкість поки не схожа на електронний комп’ютер: один цикл обчислення займає приблизно вісім годин. Але мета й не полягає в заміні ноутбука. Автори хочуть вбудовувати обчислення безпосередньо в біологічне середовище — наприклад, розміщувати бактерії на коренях або листках рослин, щоб вони протягом ночі аналізували сигнали посухи, хвороб чи шкідників і запускали відповідну біологічну реакцію.
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/09/260901070526.htm
