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I computer si stanno evolvendo, letteralmente. Mentre il mondo tecnologico litiga a colpi di notebook, i biologi stanno abbandonando i computer tradizionali per ben altro.
Un team di ricercatori americani della Missouri Western State University e del Davidson College in North Carolina ha creato un computer batterico, capace di risolvere complessi problemi matematici più velocemente di qualsiasi altro computer al silicio
La ricerca, pubblicata sul Journal of Biological Engineering, riporta i risultati dello studio condotto su ceppi ingegnerizzati di Escherichia. coli, che si sono dimostrati capaci di risolvere un classico problema matematico, quello di individuare un cammino hamiltoniano.
Questo problema appartiene alla categoria dei cosiddetti problemi NP completi, la cui complessitá computazionale cresce enormemente anche per aumenti modesti delle dimensioni dei dati, tanto da mettere rapidamente in scacco i più veloci computer classici.
I computer batterici possono essere programmati costruendo circuiti genetici che eseguono un algoritmo in grado di rispondere all'ambiente, innescando poi una reazione osservabile. Ogni batterio può esaminare una soluzione di un problema matematico e, attraverso l'uso di colonie con miliardi di esemplari, sondare rapidamente altrettante possibili soluzioni.
Nello specifico, il problema affrontato dai ricercatori richiede di percorrere un cammino che si sviluppa da un punto iniziale a uno finale toccando una e una sola volta tutti gli punti di un grafo. I ricercatori hanno modificato i circuiti genetici dei batteri per permettergli di trovare un cammino hamiltoniano in un grafo a tre punti.
I batteri che riuscivano a soddisfare le condizioni del problema segnalavano il successo dell'impresa diventando fluorescenti sia nel rosso che nel verde, facendo assumere alla colonia un colore giallo.
Questo non é l'unico problema che i batteri hanno risolto. Una ricerca svolta in un precedente studio dallo stesso team di ricercatori, aveva già permesso di mettere a punto un computer batterico capace di risolvere un diverso problema matematico, il Burnt Pancake Problem. Questo algoritmo dal nome inusuale permette di ordinare gli elementi di una successione nel numero minore possibile di inversioni. I ricercatori programmarono batteri E. coli in modo che riuscissero a invertire segmenti di DNA
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Le ricerche nel campo della biologia sintetica forniscono un esempio della potenza e della dinamicità di questa disciplina. Dalla risoluzione di complessi problemi matematici, ad altre applicazioni nel campo della medicina, dell'energia e dell'ambiente, la biologia sintetica dimostra il suo grande potenziale in vivo.
(Fonti: Solving a Hamiltonian Path Problem with a bacterial computer, Journal of Biological Engineering 2009, 3:11 - Engineering bacteria to solve the Burnt Pancake Problem, Journal of Biological Engineering 2008, 2:8 - 27 Luglio 2009)
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