Transistor Biologi, Komputer dengan Sel Hidup

Ketika Charles Babbage menciptakan protorip mesin komputasi pertama di abad ke-19, ia membayangkan menggunakan gigi mekanik dan kait untuk mengontrol informasi. ENIAC, komputer modern pertama dikembangkan pada 1940-an, menggunakan tabung vakum dan listrik. Saat ini, komputer menggunakan transistor terbuat dari bahan semikonduktor sangat direkayasa untuk melaksanakan operasi logis mereka.

Dan sekarang tim bioengineers Stanford University telah mengambil komputasi luar mekanik dan elektronik ke alam hidup biologi. Dalam sebuah makalah yang akan diterbitkan

Jurnal Science, disebut adanya transistor biologis yang dibuat dari bahan genetik – DNA dan RNA – di elektron. Tim peneliti ini menyebut transistor biologis tersebut sebagai “transkriptor.”

“Transkiptors merupakan komponen kunci di balik logika genetik – mirip dengan transistor dan elektronik,” kata Bonnet Jerome, PhD, seorang sarjana postdoktoral bioteknologi dan penulis utama makalah ilmiah tersebut.

Penciptaan transkriptor memungkinkan insinyur untuk menghitung sel hidup dan merekam. Misalnya, ketika sel-sel telah terkena rangsangan eksternal tertentu atau faktor lingkungan. Atau bahkan untuk menghidupkan dan mematikan sel reproduksi yang diperlukan.

“Komputer biologis dapat digunakan untuk mempelajari dan memprogram ulang sistem kehidupan, lingkungan monitor dan meningkatkan terapi selular,” kata Drew Endy, PhD, asisten profesor bioteknologi yang terlibat dalam penelitian itu.

Dalam elektronik, transistor mengontrol aliran elektron di sepanjang sirkuit. Demikian pula di biologis, transkriptor yang mengontrol aliran protein spesifik, RNA polimerase, di sepanjang untai DNA.

Dengan menggunakan transkriptors, tim telah menciptakan apa yang dikenal di bidang teknik listrik sebagai gerbang logika yang dapat memperoleh jawaban untuk hampir semua pertanyaan biokimia yang mungkin ditimbulkan dalam sel.

Untuk membuat transcriptors dan gerbang logika, tim ilmuwan ini menggunakan kombinasi hati-hati  yang dikalibrasi dengan enzim, yang mengontrol aliran polimerase RNA di sepanjang untai DNA. Jika ini disetarakan dengan bidang elektronik, maka DNA adalah kawat dan RNA polimerase adalah elektron.

Di sisi teknis, transkriptor tersebut mencapai kesamaan utama antara transistor biologis dan sepupu dari semikonduktor, yakni amplifikasi sinyal. Dengan transkriptors, perubahan yang sangat kecil dalam ekspresi integrase yang dapat membuat perubahan yang sangat besar dalam ekspresi dari dua gen lainnya.

Sumber: Sciencedaily