Hasil kerja dapat mengarah pada penciptaan jaringan mikro dengan miliaran sel, dilengkapi dengan prosesor dual-core sendiri. "Organ-organ komputer" ini akan mencapai kekuatan yang jauh melebihi karakteristik superkomputer, dengan menggunakan sebagian kecil energi.
Sistem pengeditan gen CRISPR terutama dikenal untuk membantu para ilmuwan mengobati penyakit genetik, dan tahun lalu, ilmuwan China He Jiankui mengejutkan dunia dengan pengakuannya bahwa ia menggunakan teknologi CRISPR untuk menciptakan anak-anak yang dimodifikasi secara genetik. Namun, di luar itu, teknologi ini juga memiliki sejumlah aplikasi potensial dalam biologi sintetik.
Para peneliti di Swiss Higher Technical School of Zurich (ETH Zurich) telah menggunakan teknologi CRISPR untuk membuat biokomputer fungsional di dalam sel manusia. Tidak peduli seberapa kuat komputer modern, mereka belum berhasil mengejar ketinggalan dengan alam. Pada saat yang sama, organisme hidup dapat dibandingkan dengan komputer: sel mereka bertindak sebagai elemen logis, menerima informasi dari dunia luar, memprosesnya dan bereaksi melalui proses metabolisme tertentu.
“Tubuh manusia itu sendiri adalah satu komputer besar. Metabolismenya telah memanfaatkan kekuatan pemrosesan triliunan sel sejak dahulu kala. Dan tidak seperti superkomputer teknis, komputer besar ini hanya membutuhkan sepotong roti untuk energi,”kata Martin Fussenegger, penulis utama studi yang diterbitkan di PNAS.
Menggunakan proses alami ini untuk membangun sirkuit logika dianggap sebagai tujuan utama biologi sintetik. Tim ETH Zurich menemukan cara untuk menyuntikkan prosesor dual-core ke dalam sel manusia dengan terlebih dahulu memodifikasi alat pengeditan gen CRISPR. Biasanya, sistem ini menggunakan urutan panduan RNA untuk menargetkan segmen DNA tertentu dalam genom dan kemudian membuat perubahan yang tepat. Teknik ini dapat dibandingkan dengan fungsi potong dan tempel dalam program pengolah kata: teknik ini memungkinkan para ilmuwan untuk menghapus atau memodifikasi gen tertentu.
Untuk proyek ini, tim membuat versi khusus dari enzim Cas9 yang dapat bertindak sebagai prosesor. Dengan bereaksi terhadap input (urutan panduan RNA), ia berhasil mengontrol ekspresi gen yang diinginkan, yang pada gilirannya menghasilkan protein tertentu. Prosesor ini bertindak seperti penambah setengah digital: sebenarnya, mereka terdiri dari dua input dan dua output dan mampu menambahkan dua angka biner satu digit.
Akibatnya, jumlah komputer seluler dual-core semacam itu bisa mencapai miliaran, yang mengarah pada penciptaan biokomputer yang kuat untuk mendiagnosis dan mengobati penyakit. Dengan demikian, tim spesialis berpendapat bahwa mereka dapat mencari biomarker spesifik dan mengambil tindakan yang diperlukan, menciptakan molekul terapeutik yang berbeda, tergantung pada apakah ada satu, yang lain, atau kedua biomarker.
“Bayangkan sebuah jaringan mikro dengan miliaran sel, masing-masing dilengkapi dengan prosesor dual-core sendiri. "Organ komputasi" ini secara teoritis dapat mencapai daya komputasi yang jauh lebih unggul daripada superkomputer digital, sementara hanya menggunakan sebagian kecil energi,”kata Fussenegger.