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calculadora de células vivas

18.05.2013

Usando circuitos de computación analógicos, los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts han creado una calculadora viviente que puede calcular logaritmos y extraer raíces cuadradas.

La calculadora original se basa en células vivas sintéticas, es decir, creadas en el laboratorio, en las que los genes se utilizan como elementos de una máquina informática. Estos genes realizan cálculos matemáticos en modo analógico, es decir, se combinan y separan en el proceso de conteo utilizando funciones bioquímicas naturales. Debido al hecho de que se utilizan mecanismos celulares ya existentes, una calculadora viviente funciona de manera mucho más eficiente que los híbridos que intentan inculcar esquemas de cálculo digital alienígenas "no vivos".

Los cálculos analógicos que utilizan una calculadora en vivo deberían ser especialmente útiles, por ejemplo, para crear sistemas analógicos digitales que detecten el umbral de concentración de ciertas moléculas. En otras palabras, con base en la nueva tecnología, es posible crear métodos altamente efectivos para la detección temprana de enfermedades.

La creación de una calculadora viviente comenzó con el hecho de que los científicos descubrieron la similitud entre los circuitos de transistores analógicos y los circuitos de procesos químicos que ocurren dentro de la célula. En 2011 incluso lograron simular las interacciones biológicas entre el ADN y las proteínas utilizando un circuito electrónico de solo 8 transistores.

En el nuevo trabajo, los científicos hicieron lo contrario: transfirieron circuitos electrónicos analógicos a células vivas. Los cálculos analógicos en el caso de la biología son más eficientes que los digitales, especialmente cuando no se requiere una alta precisión de los cálculos. Los circuitos analógicos en células vivas utilizan funciones computacionales continuas naturales que, en condiciones naturales, aseguran la actividad vital de las células. Por ejemplo, el nivel de glucosa en las células vivas es análogo a la corriente o el voltaje en un circuito electrónico.

La calculadora en vivo creada en el MIT funciona de manera bastante simple. Para crear un circuito analógico capaz de sumar o multiplicar y calcular el número total de dos o más conexiones en una celda, los investigadores utilizaron una combinación de dos circuitos, cada uno respondiendo a un factor diferente. En un esquema, el azúcar (arabinosa) actúa sobre un factor de transcripción que activa el gen que codifica la proteína verde fluorescente (GFP). En el segundo esquema, la molécula de señalización AHL también incluye un gen que produce GFP. Así, midiendo la cantidad total de GFP, se puede calcular la cantidad total de arabinosa y AHL.

De esta manera, puede crear circuitos analógicos vivos que pueden dividir, sacar raíces cuadradas y realizar otros cálculos. Hasta ahora, este trabajo es solo el comienzo de un largo viaje, pero en el futuro, las computadoras analógicas vivas abrirán posibilidades completamente nuevas. En particular, se mejorará en gran medida la precisión de la medición de la expresión génica, la detección molecular y el control de las células vivas.

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Científicos de la Universidad Nacional de Australia han desarrollado un "rayo tractor" basado en tecnología láser.
Volcado de Ciencias Ayer a las 9:33 8949

Este término nos llegó de la ciencia ficción, donde el llamado haz de "energía", que es capaz de atraer un objeto a una fuente de radiación. Parece que los físicos han logrado hacer realidad la fantasía: en el experimento, el haz movió partículas diminutas con un diámetro de 1/5 de milímetro a una distancia de hasta 20 centímetros, casi 100 veces más que en experimentos anteriores. Además, el rayo resultó ser reversible y podía acercar y alejar objetos.

Según los científicos, la nueva técnica requiere solo un rayo láser. En el futuro, podrá utilizarse, por ejemplo, en la lucha contra la contaminación atmosférica o para extraer las partículas más pequeñas y peligrosas para la toma de muestras.

Quizás en el futuro, la tecnología alcance tales límites que con su ayuda será posible desviar asteroides o incluso retrasar aviones.

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