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Estudiantes de la Universidad de Sevilla pretenden desarrollar un computador biológico

21 enero, 2011


Un grupo de estudiantes de Bioquímica de Sevilla, los cuales aún no han terminado la carrera, van a presentar un proyecto científico al iGEM (“Internacional Genetically Engineered Machines”) una dura competición de Biología Sintética del MIT. En este concurso, grupos de estudiantes de todo el mundo se encierran durante el verano para construir máquinas biológicas combinando distintos componentes o “piezas”, los llamados “Biobricks”, cogidos de la gran biblioteca que se pone a disposición de todos los grupos o creados por el grupo para la ocasión. Luego cada grupo presentará su proyecto en una convención mundial en Boston.

El proyecto que estos estudiantes van a presentar parece extremadamente ambicioso, ya que pretende construir circuitos basados en conjuntos de distintas estirpes de bacterias, donde cada estirpe cumpla la función de una puerta lógica (los componentes básicos de un circuito electrónico, como AND, OR o XOR). Combinando las estirpes adecuadas, y usando determinadas sustancias químicas como “inputs”, se puede conseguir que una comunidad bacteriana sume números en binario. No sólo eso, sino que se pretende definir un estándar de programación de circuitos biológicos modularizados: una comunidad de bacterias (varias estirpes interrelacionas) forman un módulo físicamente independiente. La combinación de varios módulos combinados permite realizar operaciones mucho más complejas de las que jamás se podrían conseguir en un medio continuo, ya que la modularización permite el reciclaje de estirpes y de “biobits”.

Para que este sistema funcione adecuadamente, una de las clave estriba en estandarizar las sustancias de comunicación intermodulares, y eso es lo que se pretende hacer, definir una sustancia, a la que se bautizará como Ubbit (de “Universal BioBit”) que será la sustancia de comunicación entre módulos. Así, cualquier grupo podrá usar los módulos creados por otro grupo y combinarlos con los suyos propios sin necesidad de conocer su funcionamiento interno, sólo hace falta que ambos se acojan al estándar Ubbit.

El principal problema de presentarse al iGEM no es la parte científica, sino la financiación, ésta ha de correr a cargo de los estudiantes que presentan el proyecto, lo que incluye todos los gastos de laboratorio, manutención y viajes. Para ello, se está tanteando todas las vías de financiación a su alcance: la Universidad de Sevilla contribuirá con una parte, se está buscando financiación por parte de empresas de biotecnología y materiales de laboratorio para que obtener patrocinio. También se va usar una forma de financiación bastante novedosa, al menos en nuestro país: el “crowd-funding”. Esto consiste en que las personas interesadas en financiar el proyecto pueden donar la cantidad de dinero que estimen oportuna, recibiendo a cambio pequeñas compensaciones como figurar en los agradecimientos (por ejemplo, varias películas se han financiado así, y los que aportaron dinero figuraron en los créditos, recibieron una copia del DVD y fueron invitados a un pase privado, etc.).

Dado que recientemente ha surgido la primera página web en español que permite recoger financiación a proyectos, Lánzanos, el grupo de investigación ha presentado el proyecto a dicha página web, y ha recibido apoyo de la misma para hacer de tesorera de las recaudaciones. Así que quien lo desee puede hacer donaciones en esta página web. Todo el dinero que se reciba de Lánzanos, y de cualquier otra fuente, se dedicará exclusivamente para financiar la investigación. Esperemos que la recogida de financiación sea exitosa y tengamos a este grupo de jóvenes emprendedores representando a nuestro país en una feria científica. ¡Qué hablen bien de nosotros fuera de España por algo que no tenga que ver con el deporte!


  1. Marino
    21 enero, 2011 de 11:18

    Desde luego que el proyecto parece ambicioso un rato largo, y la idea, al menos para mi que soy un borrego en el tema de las biocomputadoras, parece tremenda.
    Y que todo eso lo planteen estudiantes… Menudos coquitos que deben ser!

    Quien sabe, a lo mejor de ahi sale el primer HAL9000! XD

  2. 21 enero, 2011 de 13:31

    Buens:

    Fascinante proyecto, lástima de tener la cuenta corriente pelada… 😳

  3. ateoporsuerte
    21 enero, 2011 de 15:48

    no es nada nuevo pues segun el bolg de la trinity, en la ciudad subterranea de “Foco en telos” tienen:

    COMPUTADORAS: El sistema de computadoras de Agartha está basado en aminoácidos y sirve para una gran variedad de funciones. Todas las ciudades subterráneas están unidas por esta red de información altamente espiritualizada. Este sistema supervisa las comunicaciones entre ciudades y galácticas, mientras que, simultáneamente, sirve a las necesidades de los individuos en sus hogares. Por ejemplo, puede informar de las deficiencias de vitaminas o minerales en sus cuerpos, o cuando es necesario trasmiten información concerniente a los registros Akásicos para el crecimiento personal.

    es que la teoría tiene narices…

  4. 21 enero, 2011 de 17:03

    Bueno, desde luego una más que ambiciosa apuesta, estamos seguro de que darán un buen nivel. Personalmente conozco a algunos, soy amigo de otro y confío en que les vaya bien, son gente que se lo sabe currar.

    Toda la suerte para la financiación desde aquí.

  5. 21 enero, 2011 de 19:56
  6. AvA
    21 enero, 2011 de 20:04

    ¡Bien que se lo curran mis vecinos! Estos proyectos son los que deberían tener prioridad y ser financiados por el Estado. Desgracia que, como mikemarlow, mi cartera esté en una acuciada depresión.

    “¡Qué hablen bien de nosotros fuera de España por algo que no tenga que ver con el deporte!”

    ¡Ramén! 😉

  7. 21 enero, 2011 de 20:33

    ¡Muchas gracias a todos por vuestros comentarios!
    No os preocupéis si no podéis donar, hay otra forma incluso mejor de ayudarnos: pasar esta noticia a vuestros amigos, ya sea por twitter, facebook, tuenti o lo que sea. Así podemos llegar a más gente y recabar más apoyo.
    Un saludo!

  8. ateoporsuerte
    21 enero, 2011 de 22:44

    Pedro Victori una pregunta desde el total desconocimiento: las bacterias viven hasta que el medio les proporciona las condiciones aptas y el alimento, o tienen una vida máxima? esto afecta a la vida util del circuito procesador?
    mi enhorabuena por vuestro trabajo.

  9. 22 enero, 2011 de 0:07

    Que pasote. Ambicioso y prometedor. Donación hecha 🙂

  10. 22 enero, 2011 de 1:06

    ¡Muchas gracias por tu donación, J.M.!

    Te contesto, ateoporsuer:
    En principio, las bacterias viven mientras se le sigan suministrando las condiciones aptas y el alimento, como dices. Si bien es cierto que algunas pueden degenerar y morir, se podría considerar que a efectos prácticos, la mayoría viven indefinidamente. Esto afecta a nuestro circuito en cuanto a que tendremos que idear una forma de mantener un flujo continuo de alimento y de evacuación de desechos, pero de momento no es nuestra prioridad. Teniendo las bacterias correspondientes cultivadas por separado preparar un circuito desde cero sería muy rápido: tan sólo tendríamos que añadir al recipiente las bacterias y esperar a que crecieran un poco en él. Luego, con añadirles la información de entrada (en forma de sustancias químicas, igual que metes la información en tu ordenador pulsando botones) bastaría para que las bacterias empezaran a procesarla. Es uno de los aspectos más interesantes del proyecto: la información del comportamiento del circuito está recogida en la combinación de tipos de bacterias que metamos, el medio líquido en el que se desarrollan no influye. Así, eligiendo distintas combinaciones de nuestra biblioteca de bacterias modificadas, podríamos programar distintos circuitos.

    Espero haberte respondido bien, perdón por extenderme tanto. ¡Un saludo!

  11. 22 enero, 2011 de 6:00

    ¿Esto podría ser algo así como crear algoritmos en los cuales cada bacteria o función de esta efectúen o no un trabajo X ante un estímulo Y?

  12. 22 enero, 2011 de 14:57

    Hola a todos y muchas gracias por las donaciones! Crear algoritmos es sólo una de las posibilidades del estándar que vamos a implementar. El desarrollo de biosensores, memorias de datos o pequeñas factorías que funcionen como un metabolismo sintético son otras de las posibles aplicaciones. Hay todo un abanico de opciones que todavía no podemos ni imaginar al completo.

    Muchas gracias!

  13. ateoporsuerte
    22 enero, 2011 de 15:24

    Pedro Victori, gracias! has respondido mas que bien, mis dudas surgen por compararlo a mis tomateras: a nivel macroscopico, las plantas viven en un medio controlado y procesan los nutrientes que les suministro con el agua de riego, según los aportes ellas reaccionan de una manera u otra (un sistema binario muy básico: bien o mal, 1 o 0), los desechos (sales no asimiladas) se eliminan con el siguiente riego. Entonces se me ocurre que las sustancias quimicas que quereis que la bacteria procese pueden paragonarse a su alimento y el resultado el desecho de su digestión.
    volviendo al microscopio, me surge otra (la ultima, lo juro): si pienso en ampliar como dices los diferentes circuitos con mas bacterias diferentes, la dificultad de calculo puede llegar a crear una red de bacterias lo suficientemente grande y compleja para que la vida media de las bacterias cobre relevancia?
    la verdad es que hay cosas que a muchos nos suenan a ciencia ficción, muchas suerte en vuestro trabajo! saludos.

  14. 22 enero, 2011 de 16:51

    Nuestras bacterias van a actuar como puertas lógicas. Ahora con los ejemplos entendereis lo que es una puerta de esas. Por ejemplo, la puerta AND devuelve 1 (hablando siempre en binario, podéis considerar 1 como “cierto” y 0 como “falso”) si sus dos entradas son 1, la OR devuelve 1 si al menos una de las dos entradas vale 1, etc. Las entradas en nuestro caso son sustancias químicas: una bacteria AND es capaz de detectar dos tipos de sustancias químicas y producir otra. La presencia de sustancia en el medio es 1 y la ausencia es 0. Por tanto, si una bacteria AND detecta sus dos sustancias, producirá la sustancia resultado. Si una o las dos faltan, no producirá nada. Lo explico porque aunque el ejemplo de las tomateras ilustra bien como cualquier sistema biológico se puede entender como un circuito, lo nuestro es un pelín más complejo.

    El objetivo de nuestro proyecto es que precisamente no se creen redes tan complejas como para que las bacterias puedan morirse antes de terminar de calcular (que es lo que planteas, si te he entendido bien). Lo que queremos es dividir un circuito complejo en pequeñas unidades simples, llamadas módulos, cada uno con unos cuantos tipos de bacterias que realicen una función concreta. Así que ante un circuito complejo de verdad habría dos formas de reprogramarlo: añadiendo otros tipos de bacterias a un módulo, o añadiendo módulos al circuito. Al dividirlos en partes simples, los circuitos no verían limitada su complejidad. De todas formas, el primer circuito que queremos construir es bastante simple (una serie de módulos sumadores conectados para sumar números de varias cifras), a partir de ahí ya veremos que problemas surgen. ¡Un saludo!

  15. Darío
    22 enero, 2011 de 17:40

    Aunque no tengo manera de cooperar, bravo por su trabajo. Es muy interesante.

    Saludos.

  16. 22 enero, 2011 de 19:39

    Bueno, pues he puesto una entrada en mi blog y he hecho una pequeña donación. Espero que tengáis mucha suerte.

  17. 22 enero, 2011 de 19:42

    ¡Muchas gracias Javier!

  18. Domingo
    17 febrero, 2011 de 16:29

    ayer vi la noticia de que habéis logrado la suma y luego doblarla con un acuerdo del ministerio. mi enhorabuena, ojalá el proyecto llegue a buen puerto!

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