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Rehovot, Israel. Como si fuera una película o un libro de ciencia-ficción, científicos israelíes han logrado confeccionar una computadora biológica.
Es decir, han inventado una computadora que, en lugar de chips y transmisores eléctricos, utiliza moléculas biológicas ácido desoxirribonucleico (ADN) y enzimas para funcionar.
Son tan pequeñas estas nanocomputadoras que un billón de ellas (1.000.000.000.000) caben en una gota de agua.
Claro, su función es muy básica. "No son computadoras complejas, son muy sencillas", advierte su "padre", el profesor Ehud Shapiro, especialista en computación y matemática aplicada.
Dentro de los laboratorios del Instituto Científico Weizmann, en Rehovot (Israel), Shapiro, junto a su equipo multidisciplinario, inventó esta pequeña computadora, que es el primer paso para crear una que pueda funcionar en el interior de una célula humana, algo que Shapiro ve posible a un plazo de 50 años.
"La visión que nutre esta investigación no es la de construir una computadora muy rápida: no tratamos de competir con la computadora electrónica. Estamos buscando aplicaciones muy diversas, como que el aparato pueda coexistir y trabajar dentro de un ambiente bioquímico", explica Shapiro.
Para el científico, esta idea de ciencia-ficción es más real de lo que cualquiera pensaría. Su logro fue publicado en noviembre del 2001 en la revista científica Nature y registrado en Estados Unidos con la patente número 6.266.569.
Célula o computadora
"Si uno se pone los anteojos correctos, mucho de lo que uno ve dentro de una célula es computación", dice Shapiro.
Según el científico, la célula, al igual que una computadora, tiene input y output . El input es la transacción de señales, donde la célula puede atraer pequeñas moléculas del exterior. El output es la secreción de proteínas, son moléculas que la célula envía a trabajar en el exterior.
La raíz del problema está en hacer que esos mecanismos funcionen de la forma que se quiera. En otras palabras, se intenta programar la célula.
Cortar y pegar
Soñar es fácil, pero por algo hay que empezar. Y eso es lo que Shapiro y sus colegas han logrado. Su nanocomputadora es una prueba de que la computadora biológica se puede hacer y, con optimismo, de que algún día pueda funcionar.
La autómata creada por estos israelíes es bastante sencilla.
El input es una cadena de ADN. Sus letras representan una hilera de símbolos binarios ("unos" y "ceros"). La máquina es capaz de responder preguntas como, por ejemplo, si el input contiene un número par de "unos". También puede decirnos si los "unos" y "ceros" están acomodados de tal forma, que siempre antes de un "cero" hay un "uno".
El hardware de la computadora está compuesto por dos enzimas que pueden manipular el ADN. Una de ellas corta el ADN cuando reconoce una secuencia específica de letras, la otra enzima pega los pedazos de ADN nuevamente.
Cuando el ADN y las enzimas se mezclan en una solución, el software (ADN) y el hardware (enzimas) funcionan de forma armoniosa y crean una molécula que en términos de computación es el output . La computadora es una máquina de contar muy sencilla y puede ser programada para realizar varias tareas simples.
Los científicos pueden leer el output de la máquina haciendo correr el líquido a través de un gel especial. Este es el mismo proceso que se utiliza para la lectura de bandas de ADN en exámenes genéticos.
El sueño
En realidad, la nanocomputadora que han creado estos científicos es demasiado básica para tener una aplicación inmediata.
Con humildad, Shapiro explica que él solo ha hecho la parte fácil de esta tarea. "Demostramos que se puede hacer; otros tendrán que hacerla funcionar en el cuerpo humano", dice.
Precisamente ese es el sueño detrás de la computadora biológica. "Se puede pensar en la creación de una célula programada específicamente para detectar anormalidades", dice Shapiro.
La computadora podría detectar una enfermedad en un tejido u órgano. Luego buscaría, en una computadora médica, la información sobre la enfermedad; basándose en esa información, podría decidir qué molécula médica va a sintetizar y enviar al órgano o tejido para corregir la enfermedad.
Sin embargo, hay investigadores que no son tan optimistas. Para Martyn Amos, un investigador en bioinformática de la Universidad de Liverpool, Inglaterra, este avance en una interesante prueba de un principio. En un artículo que acompaña el estudio en la revista Nature , Amos cuestiona si la autómata molecular algún día será capaz de hacer algo lo suficientemente complejo para ser útil.
Lo mismo dice Eric Baum, un investigador de NEC, en Princetown, Nueva Jersey. Sin embargo, agrega que es un paso por el buen camino. "Trabaja mejor que cualquier otra cosa que yo haya visto", concluye.
¿Tendremos nanocomputadoras biológicas capaces de trabajar dentro de nuestras células? Habrá que esperar y ver qué nos depara la ciencia.
