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Bacterias dibujantes

Gracias a la ingeniería genética, la bacteria E. coli es capaz de autoorganizarse para reproducir imágenes sobre una superficie, como si se tratase de un revelado fotográfico.
La biología sintética es una de las ramas de la ciencia que más ha avanzado estos últimos años. Desde hace un tiempo, gracias a la ingeniería genética, la bacteria E. coli es capaz de autoorganizarse para reproducir imágenes sobre una superficie, como si se tratase de un revelado fotográfico. Y ahora también pueden realizar una de las tareas más pesadas para cualquier PC: transformar un mapa de bits en vectores...

Al principio, a las bacterias se les inyectó un gen que responde a la luz: cuando detecta que hay oscuridad, produce un pigmento negro; en cambio, si hay luz, permanece transparente. Cada bacteria representa un pixel, pudiendo de esta manera grabar cualquier imagen que se les proyecte (en blanco y negro, por ahora).

mapa de bitsvectores
El reciente avance fue programar a las bacterias para que sean capaces de reconocer los contornos de la , creando una imagen "vectorizada", similar a la segunda de estas dos que se ven a la derecha.

En informática, este sistema es muy útil para reconocer rostros, ya que da más importancia a los contornos y simplifica las texturas y los detalles de la iluminación. Hace que sea más fácil, por ejemplo, comparar dos retratos para saber si se trata de la misma persona, permitiendo al software concentrarse en las líneas clave del rostro.

Para lograr que las bacterias simplifiquen la imagen que se les muestra y tracen sus contornos, los científicos agregaron otros genes llamados "vectores virales". Éstos hacen que cada bacteria negra segregue un químico que avisa a las bacterias aledañas para que también se tornen negras, aunque estén a la luz. De esta manera, sólo las bacterias cercanas a las zonas oscuras serán visibles; superando cierta distancia, serán invisibles, y así se logra endurecer los bordes de cada figura.

En otras palabras: aunque todas las bacterias son sensibles a la luz, sólo las que están en la oscuridad pueden emitir la señal química para contagiar a sus vecinas, y sólo las bacterias iluminadas pueden recibir la señal, pero no emitirla. De esta manera, se autoorganizan alrededor de la luz.

mapa de bitsvectores
Como se ve en esta otra vectorización, que es un autorretrato de la bacteria E. coli, el resultado es digno de una computadora biológica, que, además, tiene una gran ventaja sobre una electrónica...

Una PC normal, para realizar esta vectorización, debe analizar un pixel a la vez, compararlo con los ocho que lo rodean, pasar al siguiente y así hasta completar toda la imagen. O sea que tardará más cuanto más grande sea la imagen. Se llama a esto computación serial.

Estas bacterias, en contraste, realizan un procesamiento paralelo: cada una se compara con sus vecinas al mismo tiempo, realizando millones de cálculos simultáneos, por lo que el tamaño de la imagen es irrelevante.

Por supuesto, los procesos químicos que hacen oscurecer a las bacterias toman su tiempo, no son instantáneos ni mucho menos, pero es un enorme avance si tenemos en cuenta que en menos de un año vimos nacer la primera computadora biológica, a penas capaz de sumar y restar pequeños números, y que ahora ya pueden escanear y transformar una imagen en vectores.

El siguiente paso en que trabajan los ingenieros biológicos es crear bacterias que se tornen rojas, verdes y azules, con lo cual será posible recrear imágenes a todo color.

Escherichia ColiLas posibilidades a largo plazo son innumerables. Quizá en algún tiempo veamos resurgir las fotos Polaroid con una tecnología completamente distinta, o incluso lleguemos a tener televisores con pantallas bacteriológicas.

O quizá la computación biológica de imágenes nunca sea tan potente como para dominar el mercado, pero seguramente podrá utilizarse en otras áreas (en criminalística, por ejemplo, para extraer huellas digitales con un simple spray de bacterias). Lo importante es que pueden diseñarse para satisfacer cualquier necesidad, reaccionando a la luz, el sonido, la composición química, la presión atmosférica o lo que sea. Es cuestión de tiempo y experimentos...

O tal vez algún día encuentren el gen que me hace escribir estas cosas, y me reemplace un puñado de microbios.

7 comentarios

  1. En verdad dudo que unas bacterias puedan escribir sobre cosas tan interesantes

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  2. No por separado, pero, después de todo, las células tampoco lo hacen, y mira lo que pasa cuando se juntan y tienen conexión a Internet ;)

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  3. CHE PREGUNTO DESDE MI IGNORANCIA...NO SE MUEREN LAS BACTERIAS?

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  4. Nos genera un par de dudas...
    ¿Esto hará que el uso de photoshop tenga implicaciones éticas y morales (siendo las bacterias organismos vivos...)?
    Si todas las bacterias realizan cálculos simultáneos sobre ellas y las que tienen alrededor, ¿no se puede incurrir en un error de referencia circular y que se forme la imagen #Error!; #N/A! o similar?
    En las computadoras biológicas, ¿se podrá instalar antivirus sin que elimine a todo el sistema?

    No sabemos... pero estos científicos siguen jugando con fuerzas desconocidas que luego no podrán controlar: ya se escapará alguna de estas bacterias de la imagen y nos convertirá en zombies o algo peor...

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  5. saibot, claro que se mueren... pero también se reproducen. No creo que lo hayan hecho, no pero no debería ser imposible programarlas para que la relación nacimiento/muerte sea constante y siempre haya x cantidad de bacterias.

    NonSancto, analizando brevemente la Historia de la Medicina, no parece que las bacterias tengan muchos derechos a los ojos humanos.

    El error se evita fácilmente porque hay dos señales, lumínicas y químicas (llamémoslas L y Q), que operan en la bacteria como si ésta fuera una compuerta lógica. Si la bacteria A no recibe una señal L, envía automáticamente una señal Q a su vecina inmediata, B. Si B recibe la señal L, no recibirá la señal Q y el proceso termina allí. Si no recibe L, recibirá Q y el proceso continúa hasta encontrar una zona oscura.

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  6. entonces.. si miles de bacterias escribiran por ti.. otras miles comentaran por mi? =D

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  7. (¿le respondo o no le respondo?)

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