Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont réussi à connecter des bactéries génétiquement modifiées pour former des circuits biologiques capables de reproduire certaines fonctions des circuits électroniques. Une avancée dans le domaine de l’informatique biologique, qui pourrait à terme permettre à des plantes de détecter certains signaux environnementaux et d’y répondre.
Des bactéries capables de réaliser des calculs informatiques : ce qui ressemble à de la science-fiction est désormais une réalité expérimentale. En 2013, des chercheurs de l’université de Stanford avaient fait sensation en fabriquant un transistor biologique à l’intérieur d’une cellule vivante. Treize ans plus tard, des scientifiques du MIT sont parvenus à franchir une nouvelle étape. Une étude publiée dans la revue Nature Chemical Biology révèle qu’ils ont non seulement développé des bactéries fonctionnant comme des transistors indépendants, mais qu’ils ont également réussi à les connecter entre eux pour former de véritables circuits biologiques capables d’effectuer des opérations logiques et arithmétiques.
Dans un circuit électronique conventionnel, un transistor joue le rôle d’un interrupteur en contrôlant le passage du courant électrique en fonction de signaux reçus. L’équipe de recherche a reproduit ce principe grâce à des modifications génétiques opérées sur une bactérie appelée Pantoea agglomerans, présente notamment à la surface des plantes. Au lieu de faire circuler des électrons à l’intérieur d’un circuit informatique, ce sont ici les molécules chimiques qui servent de signaux entre les différentes cellules.
Pour concevoir leur dispositif, deux variantes de la bactérie ont été créées afin de réagir différemment à des signaux chimiques. L’une est capable de s’activer en présence d’une molécule, tandis que l’autre réagit de manière opposée. Trois autres souches bactériennes ont également été modifiées pour assurer le relais des informations entre les différents transistors. Au total, ce sont donc cinq types de bactéries qui constituent les briques élémentaires du système.
Cette organisation présente un avantage comparé à certaines approches précédemment explorées dans ce domaine. Plutôt que de concentrer le système à l’intérieur d’une seule et même cellule, chaque bactérie remplit une fonction précise. Les risques d’interférences entre les différents mécanismes sont ainsi beaucoup plus limités et il est même possible d’associer les bactéries pour développer des opérations complexes.
Les signaux chimiques circulent entre les groupes de bactéries
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