Chế tạo bộ vi xử lý sinh học phức tạp từ các cổng logic sinh học

Các nhà nghiên cứu làm việc tại trường Đại học Hoàng gia Imperial College London, Vương quốc Anh, có thể xây dựng các cổng logic sinh học, sẽ được sử dụng trong các thiết bị kỹ thuật số sinh học phức tạp trong tương lai. Nhóm nghiên cứu đã lập trình lại vi khuẩn E. Coli (sửa đổi DNA) để thực hiện quá trình chuyển đổi trạng thái (bật hoặc tắt) tương tự như hoạt động của các cổng logic được tìm thấy trong các máy vi tính và các bộ vi xử lý.

"Chúng tôi đang cố gắng để thiết lập một hệ thống chuyển mạch bằng cách sử dụng các thành phần sinh học nhạy cảm và mạnh mẽ, có hiệu quả cho phép chúng ta tạo ra các cổng AND và NOT", theo Giáo sư Martin Buck.

"Chúng tôi lấy các thành phần di truyền từ một con vi khuẩn và kiểm soát các biểu hiện của các thành phần di truyền này rất chặt chẽ, sao cho toàn bộ hệ thống di truyền này chỉ phụ thuộc vào 2 trạng thái (bật hoặc tắt) được kích hoạt đúng lúc".

Sự tồn tại của các cổng logic sinh học đã được chứng minh, nhưng theo khuynh hướng là: các cổng logic sinh học sẽ được ráp lại với nhau để tạo ra các phiên bản phức tạp hơn, mở đường cho việc thiết kế các bộ vi xử lý sinh học phức tạp hơn trong tương lai.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu tin rằng: các cổng logic sinh học sẽ trở thành các các khối xây dựng cơ bản, tạo ra các máy vi tính sinh học siêu nhỏ.

"Các thiết bị kỹ thuật số sinh học trong tương lai sẽ bao gồm các cảm biến, có khả năng bơi bên trong các động mạch, phát hiện các yếu tố gây bệnh và nhanh chóng cung cấp thuốc đặc trị cho các khu vực bị ảnh hưởng", theo các nhà nghiên cứu.

"Một trong những trở ngại chính hiện nay là: việc mô tả các thành phần sinh học không đầy đủ chi tiết, cho nên không thể lắp ghép các cổng logic sinh học này với nhau một cách dễ dàng", theo Giáo sư Buck.

"Các thành phần sinh học cần phải có các đặc điểm phù hợp với bối cảnh mà chúng được sử dụng", Buck nói thêm.