Dado que las bacterias se reproducen rápidamente, ¿existen estudios de ingeniería de bacterias para realizar cálculos evolutivos?

Ciertamente hay estudios de ingeniería sobre el uso de “computadoras biológicas” para resolver problemas. Una de las ventajas de las computadoras biológicas que usan ADN para codificar información o bacterias para mezclarlas, es ese gran tamaño de la “memoria”, por así decirlo. Si tiene una pregunta que a través de la expansión combinatoria presenta tantos datos que es difícil para una computadora agruparlos en un lapso de tiempo razonable, entonces una computadora biológica podría proporcionar la respuesta.

En este caso, cada parte de la solución está codificada en el ADN de una sola bacteria que produce una colonia que contiene ese componente utilizando plásmidos. Esto se hace para todos los componentes que se pueden combinar en la respuesta final. También se hace de tal manera que la mejor respuesta (la correcta) es la cadena más larga o más corta posible de ADN. Luego se permite que las bacterias se unan para crear una colonia. Ahora, las bacterias no producen descendientes verticales (generalmente) porque usan la mitosis para la replicación. Pero sí comparten el ADN lateralmente y existen técnicas para aumentar la transformación bacteriana (Cómo hacer una transformación bacteriana)
) Si la colonia se brinda el tiempo suficiente, generalmente no más de un día, producirán incluso una combinación posible de todos los componentes. A continuación, realiza una extracción de ADN de la colonia y realiza una electroforesis para encontrar las cadenas de ADN más grandes (más pesadas) o más cortas (más livianas). Luego los secuencia para decodificar su respuesta. Esencialmente, las bacterias están produciendo rápidamente cada respuesta posible y luego selecciona la correcta usando un método de banda lateral.

Ahora ya podemos usar bacterias para construir componentes de computadora para nosotros (cómo hacer memorias de computadora de bajo costo, usando bacterias). También podemos usarlos directamente para crear un dispositivo informático que registre cada estado del cálculo (los circuitos celulares recuerdan su historial). Incluso hemos diseñado sistemas de computación biológica que usan bacteriófagos como un componente del bus de datos (Computación con constituyentes bacterianos, células y poblaciones: desde la biotecnología hasta la bacteriología).

¿Reemplazarán los cálculos de propósito general? No. Tendremos células de memoria que usan bacterias vivas? Muy posible. ¿Tenemos formas viables de biocomputar? Ciertamente y lo tenemos desde hace un tiempo.

La respuesta de Mick Stute a ¿Cuáles son algunos esquemas de aproximación particularmente inteligentes para (variantes del) problema del vendedor ambulante?

Ha habido algunos intentos de usar ADN para computación. El problema es que los sistemas biológicos comienzan con una enorme desventaja de velocidad. No está claro que los aspectos de cómputo paralelo superen la lentitud intrínseca de las operaciones químicas.

No veo ninguna manera de que esto pueda hacerse viable. Las bacterias no evolucionan para resolver algún problema, excepto si ese problema es cómo prosperar mejor en un entorno determinado. El primer problema sería: ¿cómo representar la información y cómo “probar” la solución en la bacteria?