Bilim İnsanları Canlı İnsan Hücrelerinden Biyobilgisayar Yaptı
“Bilgisayar” kelimesi, yaygın olarak çok fazla karmaşık bilgiyi işleyen bir elektronik cihaz anlamında kullanılabilir, ancak kelimenin etimolojisinin 17. yüzyılın ortalarına dayandığını hatırlamakta fayda var. Aslında, hiçbir elektronik gerektirmeden “hesaplayan” anlamına geliyordu.
Bu ufak tarihi bilgi, hesaplama alanının geleceğinde önemli bir yer teşkil ediyor. İlk olarak New Scientist tarafından tespit edilen ETH Zürih ve Basel Üniversitesi’nden bir ekip, biyobilgisayar(canlı hücrelerden yapılanlar) ve Doğa Yöntemleri’nde yeni bir kağıdın inşasına başlıyor ve Doğa Yöntemleri(Nature Methods) dergisi bugüne kadarki en gelişmiş sistemleri hakkında bize bilgi veriyor.
3B kültürler halinde toplanan dokuz farklı hücre popülasyonunu kullanan sentetik biyologlar ekibi, bunların çok basit bir elektronik hesaplama devresi gibi hareket etmlerini sağladı. Elektrik kablolarını ve sinyalleri çıkarın ve bunları kimyasal girdilerle değiştirin ve gelen verilere yanıt veren ve temel mantıksal AND(ve), NOT(değil) ve OR(veya) geçitlerini kullanarak işleyebileceğiniz bir canlı bilgisayara sahip olursunuz.
Tüm dijital sistemler mantık geçitlerini temel alırlar. Örneğin bir NOT(değil) geçidi ile, 1’in ikili girişi çıkışta 0 olur. Bunların hepsi çok basit şeylerdir; ancak bir ekibin bunu bir biyolojik bilgisayara yaptırmayı başarması, olağanüstü bir başarıdır.
Bildikleri kadarıyla, bu başarı daha önce görülmemiş bir şey. Biyobilgisayar sihirbazının önceden yapılan birkaç örneği vardır, fakat çok daha basittirler: çalışan transistörler yapmak için DNA’yı kullanmalarından bir biyo-piksel ekran oluşturmak için denizanası maddesini kullanmaya kadar yaptıklarına bakılınca bunlar hala etkileyici; ancak hiçbiri, bu takımın mantık geçidi çalışması kadar gelişmiş değildir.
Tüm bunların biraz sarsıcı gelmesi gayet doğal, ama unutmayın, bilgisayar sadece veriyi işleyen bir şeydir.Bilgisayarlardan çok daha karmaşık(ve onlarla kesinlikle kıyaslanamayacak) olan beynimiz, verileri her zaman verilerle işliyor; duyusal uyarılar alırız, nöronlarımız onu işler ve buna göre tepki gösteririz. Bir avuç hücrenin ilkel bir bilgisayar gibi hareket edebilmesi gerçekten çok mu şaşırtıcı?
Bu ekip daha önce birkaç hücreye temel toplama görevlerini yaptırmayı başarmıştı, ancak bu proje için, biyobilgisayarında yer alan dokuz ayrı insan hücre tipinin her biri için özel genetik programlar yaptılar.
Onların normalde yaptıkları gibi geniş bir biyokimyasal sinyal dizisine yanıt vermelerine engel olarak her biri sadece bir tane açıkça tanımlanmış hesaplama komutunu uygulamak için değiştirildi. Bu, kollektif hücrelerin – biyobilgisayarın – “tam toplayıcı” hesaplamaları yapmasına imkanverdi, ki bu da eş zamanlı olarak daha ayrıntılı, birbiriyle ilişkili toplamları gerçekleştirebileceği anlamına geliyordu. Hücreleri yeniden düzenleyerek farklı tipte hesaplamalar gerçekleştirilebilir.
Bir bakıma burada teller bulunur; fakat statik bakırdan farklı olarak bu sistem hesaplama görevlerini gerçekleştirmek için “kimyasal iletişim telleri üretebilir ve bunları algılar”. Bu, uyarlanma ve evrimleşme potansiyeline sahip olan dikkate değer bir sistemdir.
Biyobilişim yeni bir araştırma alanıdır. Böyle bir sistemi denetlemek inanılmaz derecede zordur, çünkü biyolojik madde bakır devrelere göre çok daha karmaşık ve değişkendir. Ancak buna benzer çabalar devam ederse, yakın gelecekte hayvanların içinde, kendi biyolojileriyle mükemmel bir şekilde entegre edilebilen, yaşayan bilgisayarları görebilirsiniz.
2009 yılında bir yazıda, bu sistemlerin hastalıkları teşhis etmek ve diğer yaşam formları içinde “tasarımcı” hücre fonksiyonları oluşturmak için kullanacağı bir dünyadan söz edildi. Biyobilgisayarların, hedefleri biyolojik konakçıları (çalıştıkları hücreler ve organizmalar) – araştırıp kontrol etmek olan insan yapımı biyolojik ağlar olduğunu göz önünde bulundurursak, ufukta yeni ve cesur bir dünyanın göründüğü açıktır.
Kaynak:http://www.iflscience.com/technology/scientists-construct-biocomputer-made-living-human-cells/
Çeviren: Özlem SEİS
