Recombinante plasmiden lossen klassiek wiskundig probleem op

Amerikaanse wetenschappers hebben het wiskundige probleem “verbrande pannenkoeken” opgelost door E.coli plasmide DNA laten husselen. De “levende computers” werken snel en voordelig en zouden in de toekomst data opslag en andere applicaties van de elektronica kunnen overnemen, schrijven zij in het Journal of Biological Engineering.

Bij het oplossen van het pannenkoekenprobleem probeert men een stapel pannenkoeken van verschillende afmetingen op grootte te sorteren, door steeds een deel van de stapel om te keren. Een kant van de pannenkoeken is verbrand en die moet ook nog omlaag komen te liggen. Het doel is om in zo min mogelijk stappen de juiste volgorde te bereiken. Probeer hier zelf een simpele variant.

In plaats van pannenkoeken gebruikten de onderzoekers een promotor en DNA dat codeerde voor een antibioticumresistentie. Alleen als de onderdelen in de juiste volgorde en richting (van 5’naar 3’) achter elkaar zitten, is de bacterie resistent en overleven zij het experiment.

Om de onderdelen alleen of in sets om te kunnen draaien, worden zij geflankeerd door palindromische Hin sequenties. Hieraan kan het invertase eiwit Hin Dna recombinase de stukken herkennen en deze achterstevoren weer in het genoom monteren. En weer terug natuurlijk.

“De snelheid waarmee bacteriële computers dergelijke vraagstukken kunnen oplossen, zou wel eens veel groter kunnen zijn dan de elektronica aankan.” Aldus het hoofd van dit onderzoek; Karmella Haynes. “Eén buisje kan miljoenen bacteriën bevatten, die allemaal parallel kunnen werken. Zo kunnen problemen efficiënter en goedkoper worden opgelost. Daarnaast kunnen bacteriële computers zichzelf ook repareren en zich aan veranderende omstandigheden aanpassen door evolutie.”