Учёные биоинженерной лаборатории в Массачусетском технологическом университете, смогли вывести новый вид бактерий, действие которых напоминает работу компьютеров. Они могут обрабатывать поступающие к ним сигналы и затем записывать полученную информацию непосредственно в свой генетический код. По сути, как заявили исследователи, эти микроорганизмы по своему принципу действия похожи на довольно сложные логические схемы. Реагируя определённым способом на поступающие извне сигналы, они выполняют определённые действия, например производя выработку какого-то вида белка и всё это, только лишь при наличии особой комбинации сигналов.
Именно эта способность клеток записывать информацию в свой генетический код, позволит создать различного вида биодатчики и комплектующие для биопроизводства. Однако наибольшая ценность такого явления состоит в том, что появляется возможность программировать стволовые клетки или клетки других тканей. Надо отметить, что раньше учёные также выводили различные микроорганизмы, которые могли действовать по принципу обычной электронной схемы. Такой тип бактерий являлся биологической версией логических элементов, что используются в частях схем и преобразуют входящий сигнал в исходящий по определённому закону. В отличие же от этих, микроорганизмы нового типа, не только осуществляют преобразование, но и сохраняют его в генетическую память.
Все предыдущие работы, которые велись в этой области, как правило касались разработки отдельных логических элементов, либо ячеек памяти, основная и единственная функция которых, это хранение информации. Теперь же в одном микроорганизме объединены функции логического вычисления и хранения данных, а это в свою очередь открывает дорогу к созданию более сложных вычислительных систем на биологической основе.
Чтобы реализовать эту идею, на генном уровне была спроектирована бактерия, вырабатывающая специальный фермент и благодаря которому при поступлении извне двух биохимических сигналов, в генетическую цепочку бактерии будут записаны два разных фрагмента ДНК. Кроме этого, выработка фермента является и сигналом для клетки, та же в ответ вырабатывает флуоресцирующий белок, по сути являющийся выходным сигналом. В результате когда клетка погибает, становится возможным извлечь её ДНК и расшифровать имеющиеся данные.
На основе таких бактерий. можно будет создать системы памяти, которые смогут работать очень долгое время, поскольку записанная таким образом информация передаётся между поколениями микроорганизмов не изменяясь в течение девяноста поколений. Также эту технологию можно использовать для программирования клеток с целью функционирования определённым образом, отличным от обычного. Благодаря этому же, при условии использования определённых химических сигналов, станет возможным воспроизводство из так называемых клеток заготовок, клеток нужного вида, с помощью которых можно получить лекарства, топливо и многое другое.