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Gen-Bakterien arbeiten wie Computer-Schaltkreise

Bakterien können genetisch so verändert werden, dass sie grundlegende logische Funktionen wie ein Computerchip ausführen können. US-Wissenschaftler des Oak Ridge National Laboratory sehen in diesen Mikroorganismen zwar keinen Nachfolger für den Silizium-Chip, doch könnten diese Kleinstlebewesen schnell und zuverlässig Verunreinigungen in Gewässern oder bestimmte Substanzen im menschlichen Blut anzeigen, berichtet die Zeitschrift New Scientist.

Wenn man sich genetische Verknüpfungen anschaut, erkennt man Ähnlichkeiten zu der digitalen Logik eines Binärsystems, beschreibt Physiker Michael Simpson die Ausgangslage für die logischen Bakterien. Statt eines elektronischen Signals benötigt dieser Organismus jedoch eine bestimmte chemische Substanz. Die Zellen der Bakterie Pseudomonas putida brachten sie durch eine Erbgutveränderung dazu, wie eine logische UND-Verknüpfung zu arbeiten.

Eine „Input-Substanz“ regt die Bakterie zu der Produktion eines Proteins an. Doch erst die Zugabe eines weiteren bestimmten chemischen Inputs bringt die Bakterie dazu, auch ein chemisches Signal auszusenden. Dieses könnte zum Beispiel ein lumineszierendes Enzym sein, dass für den Forscher sichtbar den erfolgreichen Abschluss der UND-Verknüpfung anzeigt.

Auf das gleiche Prinzip aufbauend gelang es den Forschern bereits eine ODER-Schaltung in einer Bakterie zu erzeugen. An weiteren logischen Verknüpfungen arbeiten sie zur Zeit. Obwohl die Geschwindigkeit dieser Prozesse in keinster Weise an die Leistungsfähigkeit von Silizium-Chips heranreicht, könnte eine intelligente Aufreihung solcher logischer Bakterien logische Probleme parallel lösen. Dabei wirkt der „Output“ einer Bakterie direkt wieder als „Input“ für einen benachbarten Organismus.

Jan Oliver Löfken
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