Wetware advances: Biological logic gate built by splitting viral gene


In recent years, researchers in the messy world of biology have been able to build systems that function like the clean, binary switches on computer chips—and we've covered a number of reports in this area. Unfortunately, most of these share a significant limitation: they rely on proteins from bacteria that act as switches to turn genes on and off under specific conditions. We know about only a limited number of these genetic switches, which may set a severe limit on the number of logical operations we can string together inside a cell. A paper in this week's PNAS describes a system that may allow us to get around this limitation. The new method takes a protein from a virus that infects bacteria and cuts it in two, making a pair of genes (A and B) that each produce part of the mature protein. The two parts then act as a biological version of an AND logic gate, with output (in the form of protein activity) present only when both A and B interact. When either or both A and B are missing, the output is off.
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Negli ultimi anni, i ricercatori nel mondo disordinato della biologia sono stati in grado di costruire sistemi biologici in grado di funzionare come dei classici interruttori binari su chip, di cui abbiamo già trattato più volte questo argomento. Purtroppo, la maggior parte di questi avevano limitazioni significativa: si basano su proteine ​​di batteri che fungono da interruttori per attivare e disattivare i geni in condizioni particolari. Conosciamo solo un numero limitato di questi interruttori genetici e questo può portare dei limiti nel numero di operazioni logiche che possiamo effettuare all'interno di una cella. Un documento su PNAS di questa settimana descrive un sistema che può consentire di aggirare questa limitazione. Il nuovo metodo richiede una proteina da un virus che infetta i batteri e lo taglia in due, facendo una coppia di geni (A e B) e ciascuna produce una parte della proteina matura. Le due parti quindi agiscono come una versione biologica di una porta logica AND, con uscita (in forma di attività della proteina) presente solo quando A e B interagiscono. Quando uno o entrambi A e B sono mancanti, l'uscita è disattivata.
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