Científicos del Instituto Politécnico de Virginia, especializados en el campo de la biología sintética, logran diseñar un robot con "cerebro bacteriano". Sus resultados han sido publicados en la revista Nature.
El microbioma es el conjunto de microorganismos que habitan en diferentes partes de nuestro organismo. Como os explicamos hace unos días en Think Big, acciones tan cotidianas como ponernos las lentillas o aplicarnos cremas y cosméticos pueden provocar cambios en las bacterias que viven sobre nuestra piel o en la conjuntiva del ojo.
Las alteraciones del microbioma provocan a su vez modificaciones en nuestro estado de salud. Por ejemplo, es de sobra conocido que tomar antibióticos puede afectar a las bacterias intestinales. Las interacciones entre el microbioma y nuestro organismo, por tanto, son complejas y dinámicas, ¿pero qué ocurre en el caso de sistemas no vivos?
El microbioma, modelizado in silico
Para responder a esta pregunta, científicos del Instituto Politécnico de Virginia y de la State University, especializados en el campo de la biología sintética, se han propuesto crear un modelo in silico del microbioma. En otras palabras, su publicación en Nature es el primer intento de construir un robot con un «cerebro bacteriano». ¿Pero en qué consiste?
La investigación en biología sintética se basa en la construcción de sistemas complejos basados o inspirados en la biología, que sirvan para realizar funciones que no existen en la naturaleza. En otras palabras, va un poco más allá de la biotecnología o la ingeniería genética, puesto que no modifica lo que ya hay, sino que construye partes u organismos nuevos.
Con el objetivo de explorar las relaciones entre el microbioma y componentes robóticos, los investigadores consiguieron diseñar, modelar y simular computacionalmente un sistema híbrido robótico-bacteriano. El dispositivo se basaría en una plataforma robótica móvil que albergar y comunicarse con un microbioma vivo. El sistema estaría compuesto de tres módulos físicos, que intercambiarían la información con los microorganismos a través de señales químicas, eléctricas y ópticas.
El primer subsistema o módulo, según relatan en Nature, consistiría en un microbioma consistente en una población bacteriana de Escherichia coli, que hubiera sido adaptado y modificado por biología sintética. Por otro lado, el segundo módulo se basaría en un quimiostato microfluídico, cuya actividad sería monitorizada por una especie de minúsculo microscopio. La tercera pieza, por su parte, consistiría en el sistema robótico per se. La comunicación de todos los módulos se muestra en la imagen superior.
Este trabajo supone un paso más en el campo de la biología sintética, una disciplina que pretende aplicar los principios de la ingeniería a los organismos biológicos. La aplicación de modelos matemáticos e informáticos a células a organismos completos está cada vez más cerca, ya que este dispositivo podría servir en el futuro, según los científicos, en áreas como la ecología o la robótica móvil.
