En los métodos tradicionales de la biología sintética, predominaba el diseño que consistía en concentrar todos los sensores y funciones de cálculo en una sola célula. Sin embargo, existía un problema: además de que el número de factores de transcripción utilizables es limitado, concentrar demasiadas funciones suponía una carga excesiva para el mecanismo de producción de proteínas de la célula. Por ello, al distribuir las funciones entre varias células y conectarlas entre sí, se ha logrado crear circuitos más diversos.

“Hemos podido demostrar que, al conectar funciones simples de células individuales, se puede alcanzar una funcionalidad más compleja”, destaca Christopher Voigt, autor principal del artículo y director del Departamento de Ingeniería Biológica del MIT. “Desde el punto de vista computacional, no hay nada que un iPhone pueda hacer y que estos circuitos no”.

Hacia un futuro en el que las plantas “tomen decisiones”

Sin embargo, en cuanto a velocidad de procesamiento, están muy lejos de los circuitos electrónicos de las computadoras. Y es que este circuito bacteriano tarda unas ocho horas en completar un único cálculo. Aun así, el equipo de investigación no considera que la lentitud en el cálculo sea un punto débil. Sostienen que, para aplicaciones biológicas, precisamente esta percepción del tiempo es la más adecuada.

“No pretendemos sustituir a las computadoras, sino integrar el control mediante cálculos en la biología”, explica Voigt. “Si pensamos que son las bacterias presentes en las raíces de las plantas o las propias plantas las que realizan los cálculos, podemos decir que una noche, el tiempo que se tarda en realizar un cálculo sencillo, es suficientemente rápido si lo comparamos con todo el periodo de crecimiento”.

Más allá de esta tecnología, los investigadores tienen en mente la idea de recubrir la superficie de las hojas y las raíces de las plantas con circuitos bacterianos. Si esto se hiciera realidad, se podría imaginar un uso en el que los circuitos detectaran estrés ambiental, como sequías o plagas, y desencadenaran directamente una respuesta autónoma. Si se piensa en su aplicación en el ámbito agrícola, también sería posible que los circuitos, al detectar estrés, sintetizaran por sí mismos fungicidas.

Aunque se trate de un circuito biológico que tarda unas 8 horas en realizar un cálculo, en el ámbito agrícola, donde se trabaja con ciclos de crecimiento estacionales, esta velocidad no resulta en absoluto demasiado lenta. El día en que las plantas “calculen” su propio estado con la ayuda de las bacterias y tomen decisiones de forma espontánea podría estar más cerca de lo que pensamos.

Editado por Daisuke Takimoto

Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.