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Los transistores son componentes esenciales de los dispositivos electrónicos actuales. Son una parte indispensable de las computadoras cuyos microchips valen millones. Su función es controlar el flujo de electrones que recorre los cables metálicos que conectan las piezas. ¿Qué pasaría si ese esquema cambiara, reemplazando el cableado con una hebra de ADN y los electrones con enzimas?

Esta impactante hipótesis no es así. Un equipo de Investigador de Stanford logró sintetizar un transistor utilizando tejido biológicoque precisamente usa el ADN para reemplazar la función del alambre de metal y enzimas como los electrones. Este dispositivo biológico se comporta como un transistor y lo hace dentro de la batería de E. Coli, que está presente en el proceso digestivo y a menudo se estudia en proyectos de ingeniería genética.

Los científicos involucrados en el experimento explican a la revista Ciencias cómo la creación de estos transistores biológicos podría permitir que los procesos computacionales tuvieran lugar en las células. La conexión de estos dispositivos dentro de los microorganismos podría dar lugar a procesos de cierta complejidad y una gran influencia en la ingeniería genética. Los investigadores citan explícitamente el control sobre cómo se expresan los genes en un organismo como una de las tareas alcanzables.

Los transistores biológicos, que sus creadores llamaron “transcriptores”, pueden funcionar y actuar como puertas lógicas. Recibir y procesar señales y enviar la información resultante luego. Cada uno de estos dispositivos tiene alrededor de 150 códigos genéticos.

Este es un gran avance en ingeniería genética y biología molecular que puede ser utilizado por otros investigadores. Los científicos de Stanford merecen un crédito adicional por hacer públicos y libres los diseños de este transistor biológico para impulsar experimentos en la misma dirección.

Cuando la electrónica y la biología se unen

Una de las dificultades que tradicionalmente se ha observado en el campo médico es la integración de dispositivos electrónicos artificiales en el tejido humano. Esta es una tarea complicada porque los chips que deben insertarse en el cuerpo humano están hechos de silicio como material base.

Debido a sus eficientes funciones como semiconductor, el silicio es un material que se encuentra en todos los circuitos de los componentes electrónicos. Pero su rigidez dificulta su inserción en tejidos. Puede agrietarse por dentro, causar lesiones y no se adapta a su entorno. La humedad y las altas temperaturas pueden dañar este tipo de estructuras.

Por eso se probó Reemplaza el silicio con grafeno, un material mucho más adaptable. Es flexible y, por tanto, seguro para los tejidos. Pero también interactúa con los fluidos del cuerpo. Un equipo de la Universidad Técnica de Munich los está probando actualmente en estructuras neuronales.

Estos esfuerzos por encontrar materiales adaptables al cuerpo humano reflejan la importancia otorgada a los implantes en los tejidos, especialmente en las estructuras neurales. Algunas enfermedades degenerativas como el Alzheimer podrían tener su solución en este tipo de tecnología.

Aplicaciones futuras

La adaptación de los componentes electrónicos al tejido biológico es la clave de los avances médicos en este sentido. La investigación, que proviene de Stanford, espera poder crear computadoras reales en células. Uno de los objetivos que ven más cerca es el establecimiento de biosensores precisospara averiguar a qué efectos químicos está expuesta una célula. Los dispositivos podrían programarse para enviar una señal cuando se agote un indicador como la glucosa o la cafeína.

“A largo plazo, esperamos que las biocomputadoras puedan acostumbrarse estudiar y reprogramar sistemas vivos y mejorar la terapéutica celular ”, dijo Jerome Bonnet, quien firmó el artículo en Science. La reposición o regeneración de tejido muerto es una de las aplicaciones más interesantes sobre las que se especula en el futuro.

Imagen: ssoosay

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