Použít bakterie k vytvoření alternativního internetu? Způsob, jakým bakterie zpracovávají a ukládají informace znamená poměrně nově se rozvíjející oblast výzkumu. Myšlenku rozpracovali Raphael Kim a Stefan Poslad z University of London ve Velké Británii1. Poukazují na schopnost bakterií účinně komunikovat, efektivně informace ukládat a přenášet. V současné době k výzkumu používají známou modelovou bakterii Escherichia coli.
Bakterie ukládají informace do prstencových struktur DNA, známých jako plazmidy. Ty jsou mezi jednotlivými mikroorganismy prostřednictvím řady procesů předávány z buňky na buňku. Metoda, kterou si k této komunikaci britští vědci vybrali je takzvaná konjugace, využívající k přenosu genů jakýsi "můstek" z bakteriálních výběžků tzv. pilinů. Skrz ni mohou bakterie sdílet například rezistence k různým typům antibiotik.
V loňském roce Frederico Tavella a jeho kolegové z italské Univerzity of Padua vytvořili komunikační okruh, ve kterém nepohyblivý kmen E. coli vysílal jednoduchou zprávu, založenou na chemické signalizaci sousednímu kmeni, který byl naopak pohyblivý a informaci přenášel na jiné místo. K tomuto přenosu informací dochází v bakteriálním světě neustále a vytváří fantasticky komplexní síť. Padovský experiment tak prokázal, že jakýsi "biointernet" je skutečně možné vytvořit.
E. coli je pro tuto síť ideálním médiem, neboť bakterie tohoto druhu jsou díky svým bičíkům pohyblivé. Ve svých buněčných stěnách mají receptory, které snímají okolní fyzikálně-chemické podmínky, jako teplotu, molekuly, či světlo. Jejich buňky jsou poměrně malé, což jim umožňuje existovat i v prostředích, se kterými mají lidské technologie problém. Geneticky manipulovat E. coli je opravdu snadné, jak dokazuje například sada genetického inženýrství The Amino Lab pro žáky, pomocí které mohou tuto bakterii přeprogramovat tak, aby svítila.
K čemu by ale byl bakteriální internet užitečný? "Využití vidíme například v oceánech, nebo městech, kde by mikrobiální kultury snímaly toxiny, či jiné nežádoucí látky, shromažďovaly údaje a zároveň nechtěné molekuly likvidovaly bioremediačními procesy," navrhují možné nasazení svého biointernetu Kim a Poslad.
Další možné využití bakterií vidí v léčbě nemocí. Podle nich by geneticky modifikované bakterie, produkující cíleně v nadbytku určitý hormon mohly plavat na vybrané místo v lidském těle a hormony zde kontaktem s hostitelskými buňkami uvolňovat.
Ambiciózní projekt má však i své nevýhody. Jednou z komplikací je navigace bakterie a sledování přenosu informací. Přenášená informace by tak byla jen těžko kontrolována. Pomocí takového biointernetu by se informace mohly šířit prakticky kdekoli. Překážkou jsou také eticko-legislativní bariéry, kterým geneticky modifikované organismy v dnešní době čelí.
1https://arxiv.org/abs/1910.01974
Zdroj: MIT Technology Review
Vstup do diskuze