भारतीय वैज्ञानिकों ने गणितीय गणना करने में सक्षम आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया बनाया

कोलकाता में साहा इंस्टीट्यूट ऑफ न्यूक्लियर फिजिक्स (एसआईएनपी) में जेनेटिक इंजीनियरिंग प्रयासों ने हाल ही में एक प्रकार के बैक्टीरिया का उत्पादन किया है जो गणितीय कार्य कर सकता है। यह सफलता दर्शाती है कि संशोधित होने पर जीवाणु कोशिकाएं जोड़, घटाव और यहां तक ​​कि 0 और 9 के बीच अभाज्य संख्याओं की पहचान कर सकती हैं। भारतीय शोधकर्ताओं का काम बायोकंप्यूटर बनाने के लिए एक संभावित आधार का सुझाव देता है – ऐसे उपकरण जो गणना के लिए जीवित कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। यह शोध कम्प्यूटेशनल विज्ञान के भीतर जैविक प्रणालियों के एकीकरण को आगे बढ़ा सकता है।

बायोकंप्यूटिंग का विकास और उभरती क्षमताएं

अध्ययन था प्रकाशित नेचर केमिकल बायोलॉजी जर्नल में। कंप्यूटिंग के लिए जीवित कोशिकाओं के उपयोग में दो दशकों की क्रमिक प्रगति देखी गई है। प्रारंभ में, सिंथेटिक जीव विज्ञान ने वैज्ञानिकों को सिलिकॉन प्रोसेसर के कार्यों की नकल करते हुए “AND,” “OR,” और “NOT” जैसे मौलिक संचालन के लिए सेलुलर लॉजिक गेट विकसित करने की अनुमति दी, लेकिन बहुत सरल स्तर पर। ई. कोली और यीस्ट जैसे जीवों में आनुवंशिक नेटवर्क को समायोजित करके, शोधकर्ता कोशिकाओं को जोड़ और घटाव करने के लिए प्रेरित करने में सक्षम थे। हालाँकि, इन प्रारंभिक अध्ययनों में हासिल किए गए ऑपरेशन का दायरा बुनियादी रहा, जो अभी तक आधुनिक डिजिटल प्रोसेसर की जटिलता से मेल नहीं खाता है।

तंत्रिका नेटवर्क सिद्धांतों के माध्यम से जीवाणु गणना में प्रगति

अपने वर्तमान कार्य में, एसआईएनपी वैज्ञानिकों ने ई. कोली बैक्टीरिया के आनुवंशिक ढांचे में कृत्रिम तंत्रिका नेटवर्क मॉडल लागू किया, जिसमें विशिष्ट जीवाणु प्रकार बनाने के लिए 14 अद्वितीय आनुवंशिक सर्किट को एकीकृत किया गया। इन जीवाणुओं को नियंत्रित तरल वातावरण में रखा गया था, जहाँ वे यह निर्धारित करने सहित गणनाएँ निष्पादित कर सकते थे कि संख्याएँ अभाज्य हैं या नहीं। उदाहरण के लिए, जब विशिष्ट रासायनिक उत्तेजनाओं के अधीन किया जाता है, तो बैक्टीरिया प्रोटीन स्रावित करके अपनी प्रतिक्रियाओं का संकेत देते हैं जो हरे रंग में “हां” और लाल रंग में “नहीं” दर्शाते हैं। अभाज्य संख्याओं की पहचान जैसी अधिक अमूर्त समस्याओं को हल करने के लिए बैक्टीरिया का यह अनुप्रयोग, जैविक कंप्यूटिंग में पहली बार है।

भविष्य के अनुसंधान के लिए निहितार्थ

अनुसार बैंगलोर में भारतीय विज्ञान संस्थान के सहायक प्रोफेसर मोहित कुमार जॉली के अनुसार, यह अध्ययन कोशिकाओं की निर्णय लेने की क्षमताओं में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसे अभी भी पूरी तरह से समझा जाना बाकी है। निष्कर्ष जैविक सूचना प्रसंस्करण के अध्ययन में नए रास्ते खोलते हैं और कम्प्यूटेशनल अनुप्रयोगों में जीवित कोशिकाओं के लिए अप्रयुक्त क्षमता को प्रकट करते हैं। एसआईएनपी शोधकर्ताओं का यह काम जैविक कंप्यूटिंग माध्यम के रूप में बैक्टीरिया की क्षमता को प्रकट करते हुए, गणना के दायरे को फिर से परिभाषित कर सकता है।