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Archivo para la categora 'Nanotecnologa y Salud'NOMFET, el transistor-neuronaCreado el marzo 6, 2010 por admin Archivado bajo Generales, Nanomateriales y Nanodispositivos, Nanotecnologa y SaludPor Daniel Fernndez HueteRecientemente, cientficos franceses de la Comisin de Ingeniera Atmica (CEA) y del Centro Nacional de Investigacin Cientfica (CNRS) han desarrollado un transistor que puede simular las funciones bsicas de una sinapsis. Este transistor orgnico, que se conoce como NOMFET (Nanoparticle Organic Memory Field-Effect Transistor), supone el primer paso en la investigacin de una nueva generacin de ordenadores inspirados en las redes neuronales, capaces de responder a estmulos de manera parecida a como lo hace el sistema nervioso.

Entre las estrategias de desarrollo de nuevos mtodos de procesar la informacin, un enfoque consistira en imitar la manera en que funcionan los sistemas biolgicos para producir circuitos electrnicos con nuevas caractersticas. En el sistema nervioso, la sinapsis es la unin entre dos neuronas, que permite la transmisin de mensajes de una a otra y la adaptacin del mensaje en funcin de la naturaleza de la seal recibida (plasticidad). Por ejemplo, si una neurona recibe pulsos de alta frecuencia mediante sinapsis, se transmitir un potencial de accin ms intenso. Por el contrario, si los pulsos estn ms espaciados en el tiempo, el potencial de accin ser ms dbil. Es esta plasticidad la que los investigadores han podido simular con xito mediante el NOMFET.El transistor CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), bloque bsico de construccin de un circuito electrnico integrado, se puede utilizar como un interruptor (puede transmitir o no una seal) adems de ofrecer otras numerosas aplicaciones (amplificacin, modulacin, codificacin, etc.)La gran innovacin introducida por el NOMFET parte de la combinacin de un transistor orgnico con nanopartculas de oro. Las nanopartculas son encapsuladas, fijadas al transistor y recubiertas con un compuesto orgnico denominado pentaceno adquiriendo un efecto memoria que les permite imitar lo que sucede en una sinapsis durante la transmisin de la seal elctrica. Esta propiedad, por tanto, hace que el componente electrnico sea capaz de evolucionar en funcin del sistema en el que se coloca, haciendo que su rendimiento sea comparable al de siete transistores CMOS, necesarios hasta ahora para simular esta plasticidad.

Los dispositivos producidos se han optimizado para tamaos nanomtricos, a fin de ser capaces de integrarlos a gran escala. Los ordenadores inspirados en esta tecnologa, a diferencia de los ampliamente extendidos ordenadores de silicio, son capaces de funciones similares a las del cerebro humano, ya que pueden resolver problemas mucho ms complejos, como el reconocimiento visual.Dominique Vuillaume, investigador del Instituto de Electrnica, Microelectrnica y Nanotecnologa del CNRS y uno de los autores del estudio, afirma que el objetivo del NOMFET es conducir a una respuesta colectiva como la que puede proporcionar una red neuronal integrada por mltiples informaciones, lo que dara lugar a sistemas tan flexibles que puedan ser programados por aprendizaje

Referencias: http://www.sott.net/articles/show/202082-An-Organic-Transistor-that-Mimics-a-Brain-Synapse http://www.informador.com.mx/tecnologia/2010/174535/6/nomfet-un-transistor-que-imita-neuronas.htm An organic-nanoparticle transistor behaving as a biological spiking synapse , estudio publicado en la edicin del 22 de enero de 2010 de la revista Advanced Functional MaterialsNanotecnologa en nuestra vida cotidiana: posibles riesgosCreado el noviembre 24, 2009 por admin Archivado bajo tica y poltica de la Nanotecnologa, Generales, Nanotecnologa y Salud, Nanotecnologa, como la vida misma...Por Gurkhy

Es lgico pensar que a medida que la nanotecnologa se acerca al consumidor general, ste comience a mostrar cierta curiosidad por los beneficios, y sobre todo por los riesgos que puede suponer para l. El desconocimiento sobre la materia no ayuda mucho a la integracin de la nanocomida en la vida cotidiana.Segn el artculo "The Development of regulations for food nanotechnology" (2007) el riesgo que implica la nanotecnologa aplicada a la comida est an por evaluar y no se tienen datos (a fecha de publicacin del artculo) concluyentes en muchos campos. Adelantndose a una regulacin definitiva y unos datos fiables, el Comit de seguridad Qumica de la Sociedad Americana de Qumica ha publicado unas guas y recomendaciones para el apropiado manejo de nanomateriales en el laboratorio.Los autores plantean tres posibles rutas de entrada en el organismo humano para las nanopartculas:Exposicin DrmicaEl impacto de los nanomateriales en el cuerpo depende de su habilidad para penetrar a travs de las capas externas protectoras y alcanzar la epidermis o la dermis. Por ejemplo, ciertas microesferas fluorescentes pueden penetrar hasta alcanzar la dermis, mientras que nanopartculas de dixido de titanio con un dimetro de unos 20 nm podran llegar a traspasar la piel e interactuar con el sistema inmune.Hay, no obstante, muy poca informacin sobre los peligros de los nanomateriales que entran en contacto con la piel, y estas discusiones, a fecha del informe, son meras especulaciones.InhalacinCualquier material slido con un dimetro de menos de 10 micras puede pasar a travs de la cavidad nasal y alcanzar los pulmones. Partculas ms pequeas que 4 micras tienen grandes posibilidades de penetrar en la regin alveolar. Cunto ms pequea es una partcula, ms probabilidades tiene de penetrar ms profundamente en los pulmones. El tamao de la partcula, su masa, la composicin qumica y los cocientes de adhesin determinan su toxicidad pulmonar o sus efectos patognicos.Cuando se inhalan ciertas partculas (por ejemplo dixido de titanio, nanotubos de carbono, etc.) se pueden acumular en los pulmones e inducir enfermedades crnicas como inflamacin pulmonar, neumona, granuloma pulmonar, etc. Una vez la partcula ha alcanzando el torrente sanguneo es capaz de llegar al cerebro. No obstante, hasta el momento del informe no se han llegado a conclusiones definitivas sobre la toxicidad considerando nicamente el tamao de las nanopartculas.IngestinEl tamao de la partcula y el rea superficial son caractersticas importantes de un material desde una perspectiva toxicolgica. Las nanopartculas pueden prolongar drsticamente el tiempo de permanencia de ciertos compuestos en el tracto gastrointestinal haciendo disminuir la eficacia de los mecanismos de depuracin y proteccin internos. Algunas nanopartculas son capaces de penetrar profundamente en los tejidos a travs de los capilares ms finos, permitiendo la absorcin efectiva de compuestos en ciertos objetivos del organismo, adentrndose as en el campo de la nanomedicina. Partculas mayores que una micra son incapaces de penetrar a travs de la mucosa intestinal, pero las nanopartculas se encuentran por debajo de este tamao.Los potenciales riesgos de la nanotecnologa aplicada a la comida estn an por determinar, ya que en la propia naturaleza encontramos numerosas nanopartculas sin intervencin alguna del hombre: protenas y polisacridos son ejemplos de ello. An permanece indeterminado si las propiedades fsicoqumicas de los nanomateriales implicarn nuevos mecanismos y daos impredecibles al cuerpo humano.Por otro lado, la reduccin de las dimensiones de los materiales a escalas nanomtricas no tiene porqu ser necesariamente perjudicial. Algunos estudios muestran que ciertas substancias tpicamente txicas, como por ejemplo el selenio, muestran menos toxicidad cuando se reducen a tamao nanomtrico. Los nanotubos de carbono puros administrados en la trquea de ratones producen la muerte inmediata, mientras que si se dopan con nitrgeno se reduce su peligrosidad.Enlaces de intersArtculo "The Development of regulations for food nanotechnology", Chi-Fai Cahu, Shiuan-Huei Wu, Gow-Chin en (2007):http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VHY-4N1466T-3&_user=885410&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000047353&_version=1&_urlVersion=0&_userid=885410&md5=e44997daa37d14e2b0e479fc83ed707fEl proyecto CORDIS ofrece una amplia lista de referencia sobre seguridad en la nanotecnologa:http://cordis.europa.eu/nanotechnology/src/safety.htmPodemos encontrar un informe del proyecto CORDIS, "Particle Risk", en:ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/nanotechnology/docs/particle-risk.pdfEl portal Nanosafe ofrece grandes cantidades de informacin sobre este campo:http://www.nanosafe.orgNanoleyes: desarrollo de una regulacin para la nanotecnologaCreado el noviembre 6, 2009 por admin Archivado bajo tica y poltica de la Nanotecnologa, Generales, Nanotecnologa y SaludPor Gurkhy

Es un hecho que la aplicacin de la nanotecnologa a los alimentos est creciendo rpidamente. Una prueba de ello son los muchos artculos que se han publicado sobre el tema, no slo en revistas especializadas, si no tambin en pginas dirigidas a un pblico ms general, como el Newsletter de supermercados Eroski. Las ventas mundiales de "nanotechnology products" para el envasado de comida y bebida fueron de 860 millones de dlares en 2004 respecto a los 150 millones de 2002. En el ao 2000, Kraft Foods puso en marcha su propio laboratorio de nanotecnologa, apostando por la innovacin en el mercado de las bebidas.Todo esto ha llamado la atencin de los gobiernos y de las empresas privadas, ya que es un hecho que la regulacin de la nanotecnologa todava no est dirigida a su uso en los alimentos.Para alcanzar una regularizacin universal de estos productos hace falta llegar a un consenso sobre factores como el tamao de la partcula, procesado, propiedades fsicoqumicas, seguridad y riesgos. Tambin es necesario comprender que la nanotecnologa generar aplicaciones que involucrarn diversas agencias de control y regulacin.En un artculo del 2006 publicado por la Information Systems for Biotechnology (ISB), organizacin que se encarga de proporcionar informacin sobre las ventajas y riesgos de la biotecnologa en la agricultura y el medio ambiente, se habla de los nuevos avances que se estn produciendo en el campo de la industria alimentaria gracias a la incorporacin de la nanotecnologa, y de la necesidad de establecer un mecanismo regulador (Jones, P.B.C. "A revolution in agriculture and the food industry", (2006)).En "The development of regulations for food nanotechnology", C-F. Cahu, S-H. Wu y G-C. Yen proponen diferentes criterios a tener en cuenta en el momento de realizar la regulacin de la "nanocomida". Algunos de los puntos clave son:1. Tamao de la PartculaCul es el lmite para la nanocomida?Qu tipo de tcnicas de anlisis se utilizan para medir estas partculas?En qu momento del procesado del producto debe medirse el tamao de la partcula?2. Propiedades Fsicas y QumicasLos materiales de la nanocomida son naturales o artificiales?Sern asimilados y metabolizados por el organismo humano los productos con nanopartculas de igual manera que los productos convencionales?Considerar las propiedades mecnicas, trmicas, estabilidad del pH, concentracin, masa, solubilidad, etc.3. ProcesadoSon los nanomateriales producidos mediante la sntesis a partir de materiales ms elementales (proceso "bottom-up") o a partir de la reduccin un material grande mediante troceo y separacin hasta llegar a la nanoescala (proceso "top-down")?Debido a la alta capacidad de adsorcin de la superficie de estos materiales, hay compuestos dainos generados al final del proceso?4. SeguridadSon los nanomateriales modificados qumicamente?Se los considera una nueva substancia?Considerar los peligros de la acumulacin de nanomateriales en el organismo humano.Qu mtodos se utilizan para mostrar y afirmar la toxicidad de nanomateriales?Los progresos en este campo no han tardado en hacerse notar: El proyecto Europeo CORDIS (Servicio de Informacin para la Investigacin y Desarrollo de la Comunidad) presenta en su pgina web su informe "Actividades Europeas en aspectos ticos, legales y sociales y gobernabilidad de la nanotecnologa", que muestra un historial de los fondos destinados en la Unin Europea a la investigacin en nanotecnologa as como los diferentes proyectos relacionados con su entendimiento, divulgacin, y estudio desde los mbitos de la legalidad, la tica y la influencia social, haciendo un resumen de los proyectos actuales. Es un informe muy completo que nos da una idea general de la investigacin actual de la nanotecnologa y el esfuerzo de la Unin Europea para conseguir un marco general que englobe todos los mbitos que se desprenden de la misma. En el portal Nanoforum podemos encontrar artculos que hacen referencia a la regulacin y el riesgo de la nanotecnologa. El portal ingls http://www.safenano.org/ muestra de manera independiente los avances en la regulacin de la nanotecnologa, los eventos futuros en la Unin Europea as como los artculos ms modernos sobre efectos de las nanopartculas en el organismo humano, sin duda un enlace muy til para estar al da sobre los avances reales de la nanotecnologa, los que ya suponen una aplicacin en la vida cotidiana.Nanotecnologa hmedaCreado el octubre 23, 2009 por admin Archivado bajo Nanomateriales y Nanodispositivos, Nanotecnologa y Salud, Nanotecnologa, como la vida misma...Por Guillermo Alonso FloresLa mayor parte de las aportaciones de este blog van destinadas a analizar los avances en nanotecnologa "seca". Ah van encaminadas la mayor parte de las investigaciones en materiales nanoestructurados, computacin cuntica, superconductores y otros avances que nos harn la vida ms fcil en las siguientes dcadas, aplicados normalmente a materiales de uso "externo" como un circuito, un transistor o un material con propiedades especficas. Sin embargo, hay otra forma de nanotecnologa ms prxima a la biologa: la nanotecnologa hmeda. Utiliza componentes distintos; en lugar de nanotubos de carbono o fullerenos, emplea materiales que llevan millones de aos autoensamblndose y funcionando a escala nanomtrica en el interior de todos nosotros: los pptidos (incluidos los pptidos ms largos como las proteinas) y los cidos nucleicos, ADN y ARN.

Estas nanoestructuras de viejo cuo han demostrado su utilidad en un medio complejo y en cierto sentido lleno de desafos: la disolucin acuosa. El agua tiene una serie de particularidades que la hacen nica. Es un medio de elevada densidad y elevado calor especfico, constituido por molculas de un tomo de oxgeno y dos de hidrgeno. La elevada electronegatividad del oxgeno y la baja electronegatividad del hidrgeno la convierten en una molcula altamente polar. Las molculas cargadas o polares en el agua se solvatan con muchsima facilidad; las molculas en disolucin no se encuentran ordenadas sobre una superficie, donde es fcil llevar una "cuenta" de aquellas que han sido ya intervenidas y cules no. El agua lquida se encuentra por definicin por encima de los 0C de temperatura; esta energa calorfica dota a las molculas en disolucin de un movimiento espontneo y aleatorio, el movimiento browniano, que tiende a distribuirlas al azar por toda la disolucin. El problema es que todas las estructuras vivas realizan sus funciones en una matriz de agua lquida, a temperatura ambiente. En estas circunstancias las herramientas ptimas son aquellas mejor adaptadas a estas condiciones.

El mejor ejemplo a la hora de abordar las interacciones entre estos polmeros y el agua son las protenas. Las protenas son cadenas de aminocidos en las cuales el grupo amino de un aminocido se une al grupo carboxilo del aminocido siguiente, quedando libres un grupo amino en un extremo de la molcula y un grupo carboxilo en el extremo opuesto. Puesto que cada carbono tiene cuatro enlaces, cada aminocido tiene dos enlaces libres; generalmente uno de ellos es un hidrgeno y el otro un grupo funcional ms o menos largo; si en este grupo funcional slo hay tomos de carbono y de hidrgeno, ste ser relativamente apolar. Si hay otros tomos como oxgeno, nitrgeno o azufre, este grupo ser relativamente polar. En los pptidos se da giro libre entre los enlaces de la cadena principal, por lo que en disolucin acuosa, la protena tender a "esconder" sus zonas apolares entre los repliegues de la molcula y a "exhibir" sus zonas polares al entorno acuoso; estas zonas polares establecern enlaces de hidrgeno con el agua. Esta diferencia de comportamientos entre aminocidos modificar la forma de la protena, hacindola adoptar su estructura terciaria. En la naturaleza, las protenas funcionales lo son no tanto por las propiedades de la cadena de aminocidos que las compone sino por la forma que adoptan por interaccin con las molculas de agua en disolucin. Es pues una nanoestructura especializada en el funcionamiento en disolucin acuosa.Esto nos da una nueva visin sobre las ciencias tradicionales que utilizan protenas con fines especficos, como la enzimologa; realmente es una forma de nanotecnologa hmeda. En combinacin con la nanotecnologa de materiales, base de la nanotecnologa seca, ha dado ya lugar a mltiples avances, especialmente en aplicaciones biomdicas. Un ejemplo llamativo es la bacteriorrodopsina programable, que puede activar un comportamiento auttrofo en una halobacteria cuando la concentracin de oxgeno desciende hasta el punto de que la bacteria no puede mantenerse en su forma hetertrofa.Sin embargo, las funciones de los nanosistemas hmedos no se limitan al campo de la salud. Se han conseguido disear, por ejemplo, ordenadores de ADN basados en las uniones especficas de stos, cadena a cadena y en matemtica combinatoria.NANOPARTCULAS FLUORESCENTES PARA LOCALIZAR Y COMBATIR EL CNCERCreado el octubre 22, 2009 por admin Archivado bajo Nanotecnologa y SaludPor SILVIA FERREIRARecientemente ha sido publicado en Nature, y posteriormente en distintos medios de divulgacin cientfica (madridmasd), un artculo donde un grupo de cientficos pertenecientes a prestigiosas instituciones cientficas, Harvard-MIT, Universidad de California y el Instituto de Tecnologa de la Universidad de Cambridge, han logrado crear un material de silicona que permite transportar frmacos a un rea concreta sin causar efectos secundarios.La investigacin est basada en el desarrollo de materiales fluorescentes capaces de transportar medicamentos, liberarlos en la zona deseada y adems que no dejen residuos txicos en el organismo. Hasta ahora, existan nanopartculas capaces de identificar clulas cancerosas, pero suponan un riesgo al usarlas en seres vivos. Los nanotubos de carbono, las nanopartculas de oro o los puntos cunticos son los nanomateriales usados hasta ahora, pero con la desventaja de que todos ellos resultan txicos en s mismos, se convertan en txicos al descomponerse o dejaban metales pesados en el organismo.El descubrimiento realizado por el equipo dirigido por el qumico Michael Sailor permite localizar e identificar la zona afectada por el cncer, transportar el medicamento hasta all y despus degradarse sin dejar rastro de su presencia. La principal aportacin de este estudio es que estas nanopartculas permiten encontrar zonas tumorales muy pequeas con gran exactitud. Un ejemplo del mecanismo de funcionamiento de estas clulas sera imaginar a estas nanopartculas como un imn para localizar algo metlico en medio de una montaa de basura, asegura el investigador Javier Tamayo del Instituto de Microelectrnica de Madrid perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC).

Para lograr su objetivo, los cientficos equiparon el nuevo material por un lado con molculas capaces de identificar las clulas tumorales y de unirse a ellas y otras que se activan antes de ser inyectadas y fluorecer al ser observadas con luz infrarroja. De esta forma se puede saber dnde se encuentra el rea afectada por el cncer y el tamao exacto que tiene el tumor. Se puede llevar a cabo un seguimiento completo del nanomaterial introducido desde el primer momento hasta su completa degradacin.Enlace de inters:http://postadental.cl/?p=28Tatuajes con nanosensores para diabticos?Creado el octubre 21, 2009 por admin Archivado bajo Nanotecnologa y SaludPor JAVIER BARTOLOMEl uso de nanomquinas introducidas en el interior del cuerpo humano para mejorar su rendimiento ha sido desde siempre dominio exclusivo de las novelas y relatos de ciencia ficcin. Sin embargo, los ltimos avances en el campo de la nanotecnologa nos acercan poco a poco a una realidad en la que el uso de nanodispositivos implantados en nuestro interior ser algo de uso comn entre todos nosotros.Un ejemplo lo tenemos en el nuevo dispositivo que est desarrollando el equipo de Heather A. Clark de los laboratorios Draper de Massachusetts. Se trata de una tinta compuesta por nanopartculas capaces de cambiar de color en funcin de la concentracin de glucosa de su entorno. Esta tinta se introducira en la piel de forma similar a un tatuaje y podra usarse en enfermos de diabetes, lo que les permitira controlar su nivel de glucosa simplemente mirando el color de su tatuaje. Actualmente la medida del nivel de glucosa requiere del anlisis de una gota de sangre extrada, por ejemplo, de un pinchazo en el dedo, con la consiguiente molestia que ello produce. El tatuaje con nanosensores eliminara la necesidad de realizar el pinchazo en cada medida, aunque sera necesario renovarlo cada cierto tiempo.La idea no es nueva. El uso de marcadores para la deteccin de distintos compuestos en el interior de nuestro organismo lleva ya muchos aos aplicndose. Uno de los problemas que ha presentado siempre este tipo de sustancias ha sido la biocompatibilidad, que llevaba a que muchas fueran degradadas rpidamente por el cuerpo, antes de que fueran de utilidad. Ello llev a la fabricacin de cpsulas que las protegieran de la accin de los anticuerpos y otros elementos hostiles, dando lugar a una nueva generacin de nanosensores. Ya en el 2007 este mismo grupo desarroll y prob con xito un sensor de sodio que se basaba en un mecanismo similar. Las nanopartculas que se encuentran disueltas formando la tinta estn compuestas principalmente por tres partes: un "pigmento" capaz de cambiar de color al reaccionar con el compuesto a detectar, una matriz polimrica que lo contiene, y un recubrimiento biocompatible que permite su disolucin en medios acuosos (ya que la matriz en s no es soluble en agua, es decir, es hidrfoba) y evita su degradacin con el tiempo. El tamao promedio de estas partculas ronda los 120 nm, que es un tamao ideal para aplicaciones biolgicas.

Originalmente la tinta detectora de sodio se ide para permitir el seguimiento de este elemento a travs de diferentes procesos, como la sinapsis y los latidos del corazn. La reaccin entre una molcula de pigmento y un ion de sodio hace que aquella se vuelva fluorescente cuando se le aplica radiacin infrarroja. De este modo puede monitorizarse los cambios de concentracin a travs de las clulas e inferir as su recorrido a travs del proceso.

Tras el xito en las pruebas con ratones decidieron cambiar el enfoque y ver si eran capaces de fabricar un sensor que permitiera conocer de forma rpida y sencilla la concentracin de glucosa de una persona. De momento los resultados parecen prometedores. Se ha conseguido una tinta que cambia de un color violeta en ausencia de glucosa a amarillo cuando la concentracin es alta. Para un nivel adecuado de glucosa el tono se torna anaranjado. Sin embargo, an faltan ciertas cuestiones por responder, como, por ejemplo, si el nivel de glucosa en la piel es realmente indicativo de su nivel en sangre, o si bien presenta un retardo; o que las nanopartculas no provoquen ningn tipo de respuesta inmune en seres humanos, que alterara significativamente el nivel de glucosa en sus alrededores, falseando la medida.Puede que an quede un largo camino que recorrer para alcanzar los tpicos de la ciencia ficcin, sin embargo los primeros pasos en dicha direccin ya estn dados, y parecen pasos firmes y decididos. Por otro lado, este tipo de tecnologa suscita otras cuestiones menos agradables. Por ejemplo, llegaremos a hablar de nanodoping en deportistas, de forma similar al dopaje tcnico que se est planteando ahora con los trajes de bao en la natacin? El tiempo lo dir.Enlaces de inters: http://www.technologyreview.com/biomedicine/22014/ http://dsc.discovery.com/news/2009/02/12/diabetes-tattoo.html http://www.draper.com/nanosensor/documents/nl0707860.pdfLa nanotecnologa llega al carrito de la compraCreado el octubre 14, 2009 por admin Archivado bajo Generales, Nanotecnologa y Salud, Nanotecnologa, como la vida misma...Por GurkhyLa Nanotecnologa, nuestro superhroe favorito, se enfrenta a una nueva misin: la comida; y para superarla debe vencer a un enemigo nada duro de roer: el consumidor.El consumidor habitual, los hombres y mujeres que pueblan los supermercados no estn familiarizados con el lenguaje ni los entresijos de la ciencia. Cuando necesitan pan, piensan en harina y agua y ni pueden llegar a imaginarse a miles de nanocpsulas de aceite de pescado viviendo en una rebanada de Bimbo.Por eso los estudios ahora se enfocan en dos direcciones. Primero, desarrollo de nanopartculas en la alimentacin, y segundo, asegurarse de que los consumidores entienden las ventajas del producto, algo que une estrechamente la ciencia con el marketing.Segn el estudio realizado por M. Siegrist del Institute for Environmental Decisions (Zurich) y sus colaboradores de otras instituciones Suizas, el problema se puede explicar a travs del siguiente esquema:

Es decir, la percepcin que el consumidor tiene de las nanopartculas en la alimentacin afectar al beneficio que percibe de estos productos y tambin al riesgo. De ambas cosas depende su predisposicin a consumir este tipo de artculos.Por eso la educacin del futuro cliente es fundamental. Las empresas que estn invirtiendo en esta rama de la nanotecnologa deben asegurarse de que entienden correctamente las ventajas e inconvenientes, y eliminar los rumores infundados aportando mucha informacin, o se arriesgan a perder una cantidad de dinero importante. Un ejemplo lo tenemos en Supermercados Eroski, que informan a sus clientes sobre estos avances a travs de su newsletter .Algunos ejemplos sobre la aplicacin de la nanotecnologa a la industria alimentariaCreado el octubre 13, 2009 por admin Archivado bajo Generales, Nanotecnologa y Salud, Nanotecnologa, como la vida misma...Por GurkhyLa nanotecnologa est presente en nuestra vida diaria de una manera mucho ms importante de la que imaginamos. Prueba de ello es el artculo elaborado por el departamento de Ciencia alimenticia y Biotecnologa de la Universidad Chung Hsing (Taiwan) y divulgado por la publicacin Trends in food Science & Technology , que da cuenta de algunas de las aplicaciones de esta rama de la ciencia en un sector tan fundamental como el de la alimentacin.En concreto, se enumeran usos en hasta cuatro mbitos diferentes:Procesamiento de comida: Diseo de colores y sabores: Cmo hacer un zumo ms sabroso o ms atractivo a los ojos del consumidor? Aadiendo nanocpsulas que luego estallan. En este caso la clave es saber cules deben estallar, cundo y con qu frecuencia, para que la mezcla de colores sea la deseada y no nos encontremos con un batido de color sospechoso y sabor extravagante Purificacin de agua: Con la ayuda de nanomembranas. Eso favorecera especialmente a los pases en desarrollo, ya que la desalinizacin y el reciclaje del agua seran mucho ms baratos con esta tcnica segn han demostrado cientficos de la Universidad de California con el diseo de una membrana que necesita menos energa para que el agua sea bombeada a travs de ella. Desarrollo de hierbas medicinales: Extraccin de los principios activos de las plantas medicinales y encapsulacin de los mismos. Refinar el aceite usado: Un nanodispositivo cataltico consigue refinar el aceite ya usado para frer. Protenas de leche: La alfalactoalbmina, una protena de la leche, permite formar nanotubos para la nanoencapsulacin de molculas que se quieran incorporar a algunos alimentos, como por ejemplo las explicadas en los puntos anteriores. Tambin se pueden utilizar para hacer gelatinas, soluciones viscosas, etc.

Envasado de comida: Plata, TiO2, SiO2: Se pueden aadir nanopartculas de estos elementos en los materiales de envasado para incrementar la resistencia al calor, proteger los alimentos de los microbios, de la luz ultravioleta. Tambin pueden hacer los materiales ms o menos permeables. Nanocompuestos de nylon: Se utilizan para botellas de cerveza y otras bebidas alcohlicas. Su objetivo es evitar que se evapore y conservar su frescura.Nutraceutical delivery: Introduccin de nanopartculas como antioxidantes o carotenoides en el agua y en los zumos. Nanocpsulas utilizadas para el transporte de vitaminas, minerales y aceites esenciales, y el encapsulamiento de las mismas para protegerlas y preservar el sabor de los alimentos.Seguridad y deteccin: Un nanocantilever recubierto de protenas, que por naturaleza vibra a una determinada frecuencia, es una nueva clase de sensor de silicona extremadamente pequeo para la rpida deteccin de virus y bacterias. Cuando una bacteria llega al dispositivo, ste comienza a vibrar con una frecuencia distinta, lo que facilita su localizacin.Nano-dosificador o quiso decir pequeo dosmetro?Creado el octubre 6, 2009 por admin Archivado bajo Comunicacin de la Nanotecnologa, Nanotecnologa y SaludPor Cristina Chamorro Se han conseguido desarrollar varios sistemas que actan como dispensadores de medicamentos a escala nanomtrica, como por ejemplo, aquel controlado mediante la aplicacin de pulsos de luz ultravioleta que se coment en este blog. Sin embargo, ahora me gustara centrarme en una publicacin del ao pasado en la revista IEEE Transactions On Biomedical Engineering donde un grupo de ingenieros del Birck Nanotechnology Center, perteneciente a la Universidad de Purdue, ha desarrollado un dispositivo diminuto que podra optimizar el tratamiento de radioterapia en enfermos de cncer.Aparte del invento en s, que parece poseer un gran potencial, la noticia posee otro aspecto interesante: la difusin de la misma en ciertos mbitos. En particular, el uso de la palabra "nano-dosificador", a pesar de que los propios investigadores, en el artculo y la nota de prensa de su centro de investigacin nunca lo llaman as. Esto da idea de lo fcilmente que se usa el prefijo nano en noticias sobre estructuras o inventos que, estrictamente hablando, no poseen tamaos nanomtricos (este dosmetro es mucho mayor). En este caso el error puede haberse producido quiz por haberse realizado la investigacin en un centro de nanotecnologa. Por otro lado, no es un dosificador, sino un dosmetro.El dosmetroSe trata de un dispositivo inalmbrico del tamao de un alfiler encerrado en un capilar de cristal lo suficientemente pequeo como para poder ser inyectado directamente en el tumor con una jeringuilla. Una vez inyectado, indicara a los mdicos la dosis de radiacin administrada sobre el tumor mediante tratamientos de radioterapia. Adems permitira la determinacin del lugar exacto del tumor, algo muy importante pues siempre existe un cierto desplazamiento del mismo a lo largo del tratamiento. El dispositivo est incluido en una cpsula hermticamente cerrada, por lo que no tiene que ser eliminado del cuerpo.

Esta informacin ayudar a ganar eficiencia a la hora de eliminar tumores, segn Babak Ziaie, investigador del Birck Nanotechnology Center. Ziaie ha liderado el equipo que ha estado testando este prototipo de "micro-dosmetro pasivo implantable inalmbrico" y asegura que en 2010 podr empezar a ser probado clnicamente.Aunque los tcnicas convencionales basadas en imgenes proporcionan la posicin del tumor durante la terapia, son procedimientos muy caros y que muchas veces requieren rayos X, que usados asiduamente pueden daar el tejido. Por el contrario, este dispositivo usa identificacin por radio frecuencia (RFID en ingls), que no emite rayos-X dainos.El dispositivo, que no tiene bateras y ser activado por bobinas elctricas situadas cerca del paciente, es una versin en miniatura de los dosmetros que llevan consigo los operarios que trabajan en lugares donde hay radioactividad.El mismo grupo de ingenieros ya present una primera versin de este dispositivo inalmbrico en 2006. Aquel primer prototipo, a pesar de tener la sensibilidad adecuada, era demasiado grande y no permita ser implantado fcilmente. Era muy parecido al circuito que encontramos en una radio y fue un buen ejemplo de un sistema microelectromecnico, o pequeo dispositivo mecnico fabricado con procesos vinculados a la fabricacin de elementos electrnicos.La versin que ahora se presenta ha permitido reducir considerablemente su tamao y desarrollar un dosmetro ms sensible, pudiendo ser implantado usando una inyeccin convencional. Los investigadores han probado el prototipo con cobalto radioactivo.Los trabajos continuarn, ya que la finalidad ahora es encontrar un modo de simplificar y abaratar el proceso de fabricacin del dispositivo. El diseo actual parece facilitar bastante este proceso, ya que no requiere la presencia de intrincados circuitos, lo que lo convierte en una tecnologa fcil y barata.El tamao del diseo presentado es de alrededor de 2,5 milmetros de dimetro y dos centmetros de largo. Estas medidas son lo suficientemente reducidas como para caber en una aguja e inyectarlo directamente en el tumor, pero los ingenieros trabajan ya en reducir todava ms su tamao, hasta alcanzar el de un grano de arroz (medio milmetro de dimetro por un centmetro de largo).Nanotecnologa y oncologa, nuevos avancesCreado el septiembre 8, 2009 por admin Archivado bajo Generales, Nanomateriales y Nanodispositivos, Nanotecnologa y SaludPor Iker Olaeta En el empeo de eliminar o conseguir una disminucin apreciable para 2015 de la muerte y sufrimiento provocados por el cncer, se est trabajando en la actualidad con nuevos dispositivos a escala nanomtrica, capaces de una o ms funciones clnicas, incluyendo la deteccin del cncer en sus etapas ms tempranas, el rastreo de su localizacin dentro del cuerpo, o de suministrar medicamentos anticncer especficamente dirigidas a clulas malignas.Se prev que estos nanodispositivos sern utilizados como una herramienta multifuncional, y que no solo sern utilizados en un nmero amplio de agentes diagnsticos y teraputicos, sino que cambiarn radicalmente los pilares de la diagnosis del cncer, su tratamiento y su prevencin.Los dispositivos nanomtricos tienen el potencial de cambiar radicalmente la terapia del cncer para un incremento mejor en el nmero de agentes teraputicos altamente efectivos. Podran servir, por ejemplo, como vehculos de suministro especfico de medicamentos capaces de transportar grandes dosis de agentes o genes teraputicos, en clulas malignas mientras se ahorra clulas sanas, las cuales reduciran en gran medida o eliminaran los efectos colaterales que acompaan muchas de las terapias actuales en el cncer. En la actualidad, la investigacin ha mostrado que los nanodispositivos de entrega, como los dendrmeros, los micelios cubiertos de silicio, nanopartculas cermicas, los liposomas cruzados, pueden ser dianas para las clulas del cncer. Esto se hace adjuntando anticuerpos monoclonales o ligandos receptores en la superficie celular, que une especficamente las molculas encontrados en las superficies de clulas cancergenas. Una vez que han llegado a su objetivo, las nanopartculas son rpidamente absorbidas por la clula.

Los proyectos multidisciplinares llevados a cabo hasta el momento para tratar de llevar a la prctica los avances para diagnosticar, tratar y prevenir el cncer, son los siguientes:Prevencin y Control del Cncer Desarrollo de nanodispositivos que pueden suministrar agentes de prevencin contra el cncer. Desarrollo de vacunas anticncer con varios componentes usando nanovehculos de abastecimiento.Deteccin temprana y protemica Creacin de sensores moleculares implantables, que pueden detectar biomarcadores asociados al cncer, que podrn ser recogidos para su anlisis en el laboratorio o analizados en ese mismo momento, mientras que los resultados pueden ser transmitidos al mdico, va tecnologa inalmbrica. Desarrollo de plataformas colectivas inteligentes para realizar un anlisis espectroscpico de marcadores mltiples asociados al cncer.Diagnstico por la imagen Diseo de agentes de contraste localizados, inyectables e inteligentes, que mejoran la resolucin grfica a nivel celular individual. Nanodispositivos capaces de dirigir la diversidad biolgica de las clulas cancergenas mltiples, que evolucionan y que conforman el tumor dentro de un individuo.Terapias multifuncionales Desarrollo de nanodispositivos que integran funciones diagnsticas y teraputicas. Creacin de dispositivos teraputicos inteligentes que puedan controlar la liberacin temporal y espacial de agentes teraputicos mientras que se monitoriza la efectividad de estos agentes.Calidad de mejora de la vida en el cuidado del cncer Diseo de nanodispositivos que puedan suministrar ptimamente los medicamentos para las condiciones de tratamiento que puedan surgir en el tiempo con terapias anticncer crnicas, incluido dolor, nuseas, prdida de apetito, depresin y dificultad de respirar.Formacin de programas interdisciplinares Coordinacin de esfuerzos para dar formacin multidisciplinar en biologa molecular y de sistemas, a ingenieros dedicados a nanotecnologa e investigadores del cncer. Creacin de programas nuevos interdisciplinares que mejorarn la comunicacin interprofesional y facilitar la especializacin de nuevos profesionales.Para saber ms:http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4738000/4738403.stmhttp://www.nanotecnologica.com/nanotecnologia-versus-cancer-ii/http://www.euroresidentes.com/Blogs/nanotecnologia/2005/03/nanoparticulas-para-detectar-cancer.htmlhttp://www.portalciencia.net/nanotecno/nanocancer.htmlhttp://www.cienciaysociedad.info/nano/2008/07/nanotecnologia-contra-el-cancer/Be Sociable, Share!

http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/category/nanotecnologia-y-salud/page/3/La primera computadora biolgicaCientficos de la Universitat Pompeu Fabra crean grupos de clulas que actan como un ordenador tras cinco aos de trabajo Ciencia| 08/12/2010 - 18:54h

El equipo de investigacin de la UPF que ha diseado la primera computadora biolgica UPF

Josep Corbella Barcelona

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As computan las clulas Ral Camaas / Infografa LVE En una investigacin que ha costado cinco aos de trabajo y que inaugura un nuevo campo cientfico, dos equipos de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) han creado una computadora biolgica.Su objetivo no es sustituir los chips por clulas para llegar a hacer lo mismo que un ordenador convencional. Para procesar textos, retocar fotos o conectarse a internet, ya tenemos una tecnologa que funciona, no tendra sentido crear otra tecnologa ms compleja para hacer lo mismo, explica Ricard Sol, director de la parte terica de la investigacin.El objetivo es ms ambicioso: hacer operaciones de computacin que estn fuera del alcance de los ordenadores convencionales. Concretamente, operaciones de computacin biolgica. Lo cual podra ser til para regular sistemas biolgicos, desde clulas aisladas hasta ecosistemas enteros, pasando por organismos pluricelulares como el cuerpo humano y el tratamiento de sus enfermedades.Por ejemplo, la diabetes, explica Francesc Posas, que ha dirigido la parte experimental de la investigacin. Un sistema biolgico que capte los niveles de glucosa en la sangre, realice una computacin y reaccione segregando insulina (que reduce el nivel de glucosa) o glucagn (que lo aumenta) podra utilizarse como pncreas artificial y mejorar el tratamiento de la diabetes.Otro ejemplo sera el cncer. Un sistema biolgico capaz de detectar alteraciones genticas aberrantes y de reaccionar de manera adaptativa podra mejorar el diagnstico y el tratamiento de distintos tipos de tumores.Entre las posibles aplicaciones medioambientales, Ricard Sol cita como ejemplo la laguna de Venecia. Es un sistema altamente contaminado en el que, siempre que se han intentado soluciones del tipo de poner barreras, el sistema las ha sorteado y el problema ha persistido. Pero con la biologa sinttica y la computacin biolgica podemos pensar en ofrecer soluciones adaptativas, es decir, en crear microorganismos que se adapten a las condiciones de la laguna y las corrijan.Estamos empezando a especular, estas aplicaciones an quedan lejos, advierte Francesc Posas. No querramos crear expectativas prematuras en personas con diabetes o cncer.Lo que han hecho hasta ahora los equipos de Sol y Posas no tendr aplicaciones prcticas a corto plazo, advierten. Han ideado una estrategia para realizar computaciones con clulas y han demostrado cmo llevarla a la prctica con clulas de levadura.Las clulas de sus experimentos actan del mismo modo que las puertas lgicas en un circuito electrnico convencional. Por ejemplo, han diseado un circuito celular en que hacen falta dos estmulos para producir una respuesta: es la puerta lgica AND (llamada as por la conjuncin inglesa que significa y). Otro circuito en que hace falta uno de los dos estmulos: la puerta lgica OR (por la conjuncin que significa o). Un tercer circuito en que hace falta que no se d ninguno de los dos estmulos: la puerta lgica NOR (ni). Y as hasta completar todos los tipos de puertas lgicas posibles, segn los resultados de la investigacin presentados ayer en la edicin electrnica de la revista Nature.La lgica matemtica es la misma que en un circuito electrnico y la programacin interna es idntica, explica Ricard Sol. La diferencia es que en el circuito electrnico la seal es elctrica y aqu la seal es bioqumica.Esta diferencia haba frustrado hasta ahora todos los intentos de construir computadoras biolgicas. En un circuito electrnico la seal entra por un punto a travs de un cable y sale por otro punto a travs de otro cable. Pero un sistema biolgico no se puede cablear del mismo modo porque las seales bioqumicas pueden salir de cualquier clula y llegar a cualquier clula.Se nos ocurri que, en lugar de crear un sistema de computacin biolgica que imitara la computacin electrnica, como haban intentado antes otros investigadores, tenamos que abandonar la idea de que la seal de inicio tuviera que salir de una clula concreta, explica Sol. A partir del momento en que nos planteamos que cualquier clula pudiera dar la seal de inicio, vimos que todo se simplificaba.Para construir la computadora biolgica, Francesc Posas y su equipo trabajaron con clulas de levadura. Las eligieron porque son uno de los organismos ms fciles de manipular en el laboratorio. Pero tambin porque son clulas eucariotas es decir, con ncleo igual que las humanas. Las levaduras son ms parecidas a nosotros de lo que solemos pensar, explica Posas.Les introdujeron distintos genes para que reaccionaran a seales del entorno y para que respondieran produciendo otras seales. Por ejemplo, algunas levaduras se manipularon para que respondieran a la presencia de sal. Otras, para que produjeran la protena fluorescente GFP de modo que emitieran luz verde: si las clulas se encendan, significaba que la computacin biolgica funcionaba.Segn los resultados presentados en Nature, con tres tipos de clulas manipuladas genticamente de maneras distintas es posible construir computadoras biolgicas que realicen ms de cien funciones distintas. Y con cuatro tipos de clulas, se pueden superar las doscientas funciones.Los investigadores han demostrado adems que las clulas se pueden reprogramar fcilmente. Tal como hemos diseado el sistema, que es modular, podemos hacer que, cambiando la seal externa, las clulas respondan de modo distinto, explica Sol.En los prximos meses, los investigadores de la UPF tienen previsto repetir los experimentos con clulas de mamfero.Pero antes de que la computacin biolgica fructifique en productos comerciales, falta demostrar que estos cultivos celulares son estables a largo plazo. A diferencia de los circuitos electrnicos convencionales, los sistemas biolgicos tienen una molesta tendencia a reproducirse y a morir. Por ahora, los investigadores han conseguido que el sistema sea estable durante nueve generaciones lo que, en clulas de levadura, equivale a 36 horas.Para que esta nueva tecnologa pueda aplicarse con fines mdicos implantndola en el cuerpo humano, como proponen los investigadores para la diabetes, falta resolver tambin el problema del rechazo inmunitario.El punto en que se encuentran las investigaciones sobre computacin biolgica es comparable al punto en que se encontraba la electrnica cuando se invent el transistor, explica Posas. Nadie saba an muy bien qu se podra llegar a hacer con el transistor, pero ya se sospechaba que iba a ser algo importante.

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http://neofronteras.com/?p=4072Crean puertas lgicas biolgicasrea: Biologa Lunes, 1 de Abril de 2013 Consiguen crear un sistema biolgico que efecta operaciones lgicas anlogas a las que pueden realizar los transistores de silicio.

El transistor es el componente principal de los circuitos integrados que usan todos los dispositivos electrnicos que usamos en la actualidad. En los microprocesadores hay millones de ellos. Estos transistores manipulan corrientes elctricas y estn hechos de semiconductores, en concreto suele ser silicio. Cuando se trata de componentes digitales los transistores realizan operaciones lgicas. Aunque otra de sus funciones importantes es la amplificacin se seales. Hasta el momento la tecnologa de los transistores de silicio es la nica que permite la computacin de una manera sencilla y barata. Sin embargo, no es el nico tipo de transistor que se puede concebir.Ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha conseguido realizar transistores biolgicos que usan ADN, ARN y enzimas para manipular seales bioqumicas. Lo llaman transcriptor.El transcriptor permite a realizar computacin dentro de clulas vivas segn stas son expuestas a ciertos estmulos externos y as poner en marcha o no procesos especficos segn las necesidades.Los investigadores implicados sostienen que las computadoras biolgicas pueden ser usadas para reprogramar sistemas vivos, vigilar el ambiente y mejorar terapias.As como el transistor semiconductor controla el flujo de electrones en los circuitos, el transcriptor manipula el flujo de ARN polimerasa (una enzima) segn sta viaja por la hebra de ADN. Para realizar este control se usan unas protenas naturales denominadas integrasas. Al igual que el transistor sirve para amplificar una seal elctrica, en el caso del transcriptor un pequeo cambio en la integrasa puede crear un gran cambio de la expresin de otros dos genes. En ambos casos la amplificacin es algo esencial para que el sistema funcione bien sin que las seales desaparezcan en el ruido de fondo.El sistema permite implementar puertas lgicas genticas basadas en el lgebra de Boole habitual que devuelven respuesta de verdadero o falso a preguntas bioqumicas que se den en la clula. La eleccin de las enzimas necesarias se debe hacer en funcin de si se trata de bacterias, hongos, plantas o animales para as tener biocomputacin en una gran variedad de organismos.Obviamente el transcriptor por s slo no constituye un computador completo, sino algo mucho ms sencillo.Adems de realizar operaciones lgicas, un computador tiene que almacenar y transmitir informacin. Pero estas otras dos tareas ya fueron realizadas con componentes biolgicos el ao pasado por el mismo grupo investigador. As, pudieron almacenar informacin gentica reescribible en el ADN y transmitirla de clula a clula en una especie de internet biolgica sencilla. Juntando estas funciones se podra crear un sistema de computacin biolgico completo.De momento se planea usar este tipo de computacin en investigacin bsica para Biologa. No se pretende competir con la computacin tradicional basada en semiconductores. Aunque el sistema slo est limitado por la imaginacin.Estos investigadores han puesto sus resultados en dominio pblico para que otros tambin puedan desarrollar y mejorar este concepto de computacin biolgica. Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4072Fuentes y referencias:Nota de prensa.Artculo original.----------------------------------------------------------------------------------http://www.sciencemag.org/content/340/6132/599Published Online March 28 2013Science 3 May 2013: Vol. 340 no. 6132 pp. 599-603 DOI: 10.1126/science.1232758 ReportAmplifying Genetic Logic Gates1. Jerome Bonnet, 2. Peter Yin*, 3. Monica E. Ortiz, 4. Pakpoom Subsoontorn, 5. Drew Endy+ Author Affiliations1. Department of Bioengineering, Y2E2-269B, 473 Via Ortega, Stanford, CA 943054201, USA.+ Author Notes * Present address: Department of Biology, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA 19104, USA. 1. Corresponding author. E-mail: endy@stanford.edu Abstract Editor's SummaryOrganisms must process information encoded via developmental and environmental signals to survive and reproduce. Researchers have also engineered synthetic genetic logic to realize simpler, independent control of biological processes. We developed a three-terminal device architecture, termed the transcriptor, that uses bacteriophage serine integrases to control the flow of RNA polymerase along DNA. Integrase-mediated inversion or deletion of DNA encoding transcription terminators or a promoter modulates transcription rates. We realized permanent amplifying AND, NAND, OR, XOR, NOR, and XNOR gates actuated across common control signal ranges and sequential logic supporting autonomous cell-cell communication of DNA encoding distinct logic-gate states. The single-layer digital logic architecture developed here enables engineering of amplifying logic gates to control transcription rates within and across diverse organisms. Biological TransistorA transistor is a device that amplifies and switches electronic signals. Bonnet et al. (p. 599, published online 28 March; see the Perspective by Benenson) engineered a genetic circuit to behave like a transistor in individual living cells. Instead of regulating messenger RNA levels, which has been used previously in designing such systems, the approach relied on changing the state of double-stranded DNA. Six basic logic gates were designed and constructed that were based on the activity of two serine recombinases. Received for publication 14 November 2012. Accepted for publication 13 March 2013. Read the Full TextThe editors suggest the following Related Resources on Science sites In Science Magazine Perspective Engineering Recombinatorial Logic Yaakov BenensonScience 3 May 2013: 554-555. Summary Full Text Full Text (PDF)THIS ARTICLE HAS BEEN CITED BY OTHER ARTICLES: Engineering modular and tunable genetic amplifiers for scaling transcriptional signals in cascaded gene networks Nucleic Acids Res 1 October 2014: 9484-9492. Abstract Full Text Full Text (PDF) Broad-host-range vector system for synthetic biology and biotechnology in cyanobacteria Nucleic Acids Res 14 August 2014: gku673v2-gku673. Abstract Full Text Full Text (PDF) Programmable bacteria detect and record an environmental signal in the mammalian gut Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1 April 2014: 4838-4843. Abstract Full Text Full Text (PDF) Binary recombinase systems for high-resolution conditional mutagenesis Nucleic Acids Res 1 April 2014: 3894-3907. Abstract Full Text Full Text (PDF) Secreting and Sensing the Same Molecule Allows Cells to Achieve Versatile Social Behaviors Science 7 February 2014: 1242782. Abstract Full Text Full Text (PDF) Recombinatorial Logic Science 3 May 2013: 554-555. Abstract Full Text Full Text (PDF)

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/07/29/actualidad/1343579824_306051.htmlDjese de ordenadores y utilice bacteriasLos cientficos exploran los lmites de la computacin biolgica para lograr miniequipos informticos y frmulas para programar clulas que procesen informacin y acten por s solasSu aplicacin teraputica, en investigacin muy preliminar, an es un sueoJaime Prats Valencia29 JUL 2012 - 18:37 CET8Archivado en: Clulas Bacteriologa Nanotecnologa Computacin Genoma Tecnologa Gentica Investigacin cientfica Sanidad Biologa Informtica Salud Ciencias naturales Industria Ciencia

La investigacin en el mbito de la computacin biolgica es an muy incipiente. / david freundRecomendar en Facebook171Twittear181Enviar a LinkedIn9Enviar a TuentiEnviar a EskupEnviarImprimirGuardarHay investigadores que creen que la miniaturizacin de los componentes electrnicos de los ordenadores llegar a un punto en el que, al alcanzar determinados lmites fsicos, ser imposible bajar ms de escala. Y que ese da est ms cerca que lejos. Entonces, habr llegado el momento de imitar o incluso tratar de echar mano directamente de estructuras microbianas, que puedan cumplir el papel de cables o de discos duros.Otros cientficos sostienen, sin embargo, que no tiene mucho sentido tratar de reproducir estructuras que la industria ha conseguido no solo reducir con habilidad, sino abaratar enormemente a lo largo de las ltimas dcadas, cuestiones en las que ha mostrado una elevada eficiencia. El objetivo no es tanto replicar un ordenador en miniatura con otros materiales, expone Francesc Posas, director del centro de ciencias experimentales y de la salud de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. Nosotros pretendemos programar un sistema vivo para que ejecute operaciones diseadas por nosotros, explica. Por ejemplo, clulas o sistemas de clulas.Unos y otros investigadores trabajan para avanzar en lo que, desde distintos puntos de vista, se podran denominar ordenadores biolgicos.En el primer grupo, aquellos que aspiran a mirarse en el espejo de los microorganismos para seguir bajando de escala y aumentar la velocidad de clculo, se encuentran los investigadores britnicos y japoneses que hace unos meses presentaron a unas bacterias con propiedades magnticas como punto de partida para desarrollar una alternativa microscpica de futuro a los discos duros actuales. Cientficos de la Universidad de Leeds en colaboracin con un equipo de la Universidad de Agricultura y Tecnologa de Tokio se fijaron en la bacteria Magnetospitillium magneticum, cuyo hbitat natural se encuentra en lagunas donde el oxgeno es escaso.Cuando estos microbios comen hierro, unas protenas que tienen en su interior crean minsculos cristales de magnetita, el mineral ms magntico que existe. El resultado es una especie de superficie imantada similar a la de los discos duros de los ordenadores.La carrera de la nanotecnologa tiene unos lmites fsicosEste componente destinado a albergar la memoria permanente de la computadora (frente a la memoria RAM, temporal) es uno de los que ms espacio fsico ocupan en el interior de la caja del ordenador. El primer disco duro, creado por el gigante informtico IBM en 1954 pesaba una tonelada y poda almacenar 5 megabytes (Mb) de informacin (una cancin de unos cuatro minutos grabada a calidad media en formato mp3 ocupa entre 3 y 4 Mb). Medio siglo ms tarde es habitual encontrar memorias externas para uso domstico de 260 gramos con capacidad de almacenamiento de 1 terabyte (con capacidad para 250.000 canciones grabadas en mp3, unos dos aos de escucha seguida). La reduccin de tamao mientras se aumentaba la velocidad de acceso a los datos ha sido espectacular, pero quizs no se pueda mantener por mucho ms tiempo.Algo similar ha sucedido con los procesadores gracias, en buena parte, el uso de nuevos materiales como el silicio, adems de la reduccin de escala. Ya lo vislumbr all por el ao 1965 el cofundador de Intel, Gordon Moore, al vaticinar que el nmero de transistores de un chip se duplicara aproximadamente cada dos aos, una regla que en trminos generales se ha ido cumpliendo. Pero, hasta cundo podr seguir mantenindose este ritmo?Estamos llegando a los lmites de la fabricacin electrnica tradicional, sealaba la coordinadora del trabajo, Sarah Staniland, en una nota distribuida por la Universidad de Leeds. Las mquinas que hemos utilizado para construir los ordenadores son torpes a pequea escala, pero la naturaleza nos ha proporcionado la herramienta perfecta para solucionar este problema, indica.Tras estudiar el proceso por el cual las bacterias generan minidiscos duros en su interior especialmente cmo moldean y posicionan los minsculos imanes en su organismo, los cientficos reprodujeron este mtodo y lo aplicaron en el laboratorio, de forma que consiguieron recubrir una superficie con imanes similares en un trabajo publicado en la revista Small. Si seguimos usando los procesos industriales actuales, que bsicamente consisten en obtener pequeos imanes a partir de trocear uno de gran tamao, nos ser cada vez ms difcil producirlos ms diminutos y con el tamao y forma que necesitaremos para almacenar datos.Hay cables biolgicos similares a las conexiones elctricasLa alternativa, para Johana Galloway, otra investigadora del equipo de Staniland, consiste en encargar este trabajo a las protenas que se ocupan de ello en las Magnetospirillum magneticum y transforman el hierro en cubos magnticos del mismo tamao. Ya lo han conseguido, aunque an queda trabajo. Especialmente en lo que se refiere a reducir el tamao de los imanes.Tambin en Small, el mismo grupo esta vez dirigidos por el equipo japons, ha publicado otro trabajo en el que se ha empleado otra protena para desarrollar minicables elctricos a travs de nanotubos formados por lpidos. En un futuro, podramos conectarlos con otros componentes como parte de un ordenador biolgico completo, seala Masayoshi Tanaka, de la Universidad de Agricultura y Tecnologa de Tokio.Los cables de origen biolgicos son otro de los modelos de la naturaleza que los investigadores pretenden replicar y aplicar a la parcela de la nanobiotecnologa. Antes del trabajo de Small publicado hace semanas, otra investigacin de la Universidad Hebrea de Jerusaln ya sugiri esta posibilidad. El artculo, que reprodujo Cell en marzo del ao pasado, planteaba un nuevo sistema de comunicacin entre las bacterias. Ms all de relacionarse a travs de la secrecin y absorcin de molculas, se descubri que las bacterias emplean nanotubos para conectarse entre s y que les sirven para intercambiar pequeas molculas, protenas o incluso pequeos fragmentos genticos conocidos como plsmidos.No fueron bacterias, sino levaduras, los microorganismos empleados por un grupo de estudiantes de dos universidades valencianas (la Universitat de Valncia y la Politcnica) para crear una pantalla con la que alcanzaron el tercer puesto de un concurso sobre biologa sinttica (International Genetically Engineered Machines) organizado por el Instituto Tecnolgico de Massachusetts en 2009.Los alumnos emplearon unas levaduras a las que les introdujeron en gen de la Aequiorina, una protena con propiedades luminiscentes de las medusas. Estos microorganismos funcionaban como pxeles (la biopantalla tena 96 cultivos celulares) que se encendan y apagaban para formar imgenes en respuesta a una seal elctrica. Al recibir un impulso elctrico, las levaduras abran en sus membranas determinados canales que permitan la entrada en la clula de iones de calcio, que activaba la Aequoina y la emisin de luz.Ya se trate de microimanes, nanocables o levaduras luminiscentes que funcionan como pxeles, la filosofa que subyace a todos estos casos es la misma: producir componentes hasta ahora elaborados de forma industrial a travs de otros procesos con la ayuda o reproduciendo las estructuras de los microorganismos. Pero, en el fondo, se trata de copiar, de reproducir la estructura de los ordenadores actuales.Tiene sentido competir con una industria que est consiguiendo buenos resultados no solo en cuanto al desarrollo de mayor capacidad de procesamiento, sino tambin a los costes del producto? Merece la pena esforzarse en replicar una tecnologa que ya funciona?La bacteria 'magnetospirillum magneticum' hace minidiscos durosRicard Sol, director del laboratorio de sistemas complejos de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), no lo tiene nada claro. Nosotros trabajamos en una computacin que no intenta copiar los ordenadores convencionales. En lugar de ello, tratamos de disear sistemas biolgicos capaces de tomar decisiones, explica a este diario desde el Instituto de Santa Fe de Estados Unidos, donde es profesor externo.Qu es un ordenador, se pregunta Francesc Posas, director de la unidad de sealizacin celular de la UPF. Bsicamente, es un circuito que procesa la informacin que recibe en funcin de una programacin preestablecida y, a partir de ah, arroja un resultado.El equivalente en la computacin biolgica consistira en contar con un sistema programable vivo (una comunidad de clulas) de tal forma que, al ser introducido en un organismo, fuera capaz de captar distintas seales (molculas) y, en funcin de estos estmulos qumicos, ejecutar las rdenes aprendidas (segregar otras molculas, por ejemplo).Esto ya se puede hacer, en cierta medida, a travs de la ingeniera gentica mediante la manipulacin de clulas aisladas. Pero la computacin biolgica da un paso ms al ser capaz de combinar clulas modificadas para que la respuesta de unas sean los estmulos de otras, creando una especie de circuito y complicando la capacidad de clculo del sistema.Posas y Sopl, ponen el ejemplo, an en el terreno de las hiptesis, del tratamiento de la diabetes a travs de esta frmula. El pncreas de los pacientes afectados por esta enfermedad es incapaz de producir (al menos de forma suficiente) insulina, la hormona encargada de trasladar la glucosa a las clulas para que la usen como energa. Para evitar un exceso de glucosa en sangre, las personas con diabetes se inyectan insulina de forma peridica. Junto a esta hormona, existe otra, el glucagn, que eleva el nivel de glucosa en la sangre. Su secrecin tambin est alterada en los pacientes diabticos. Del equilibrio de ambas depende la presencia adecuada de glucosa.Podramos crear un circuito celular que fuera capaz de captar la presencia de glucosa en sangre y, en funcin de esta informacin, que secretara glucagn o insulina para tratar a los diabticos. Se tratara, de esta forma, de una terapia inteligente autorregulable."No se trata de replicar ordenadores sino de programar sistemas vivos", dice un expertoLas clulas vivas, explica Ricard Sol, han sido comparadas a menudo con un ordenador paralelo y, en muchos sentidos, rivalizan con el mayor supercomputador que exista en la actualidad. Es un ordenador peculiar, que detecta los cambios en el mundo en su superficie (en la membrana) y lleva a cabo los procesos de computacin en su interior, explica Ricard Sol. Es un entorno fluido y muy ruidoso, pero con la ventaja de que las clulas son mucho ms fiables que nuestros ordenadores y los fallos en las partes de la maquinaria molecular son rpidamente corregidos.Esta es la teora, pero se puede conseguir que varias clulas computen? S, la cuestin es encontrar los lmites de la complejidad de los procesos que pueden asumir, responde Posas, una incgnita en la que se encuentra trabajando su equipo. Posas y Sol han demostrado que se pueden disear circuitos complejos de computacin biolgica usando como materia prima levaduras (organismos unicelulares) modificadas genticamente. Lo hicieron en un trabajo publicado en Nature en 2011. Y demostraron que con tres clulas es posible construir computadoras biolgicas que realicen ms de cien funciones distintas.En electrnica es muy sencillo conectar transistores con cables elctricos, en el mundo de la biologa la informacin pasa de clula a clula segregando y detectando molculas en el medio en el que se encuentran a travs de la membrana. Ahora mismo estamos explorando los lmites de la computacin biolgica, explica.Otro de los problemas a los que se enfrenta esta tecnologa es su estabilidad. En el trabajo de Nature, coordinado por los dos investigadores de la Universitat Pompeu Fabra, los autores consiguieron que el sistema mantuviera el orden durante nueve generaciones de levaduras (36 horas). Tampoco estn resueltos los potenciales riesgos de rechazo inmunitario de las clulas introducidas en pacientes con fines teraputicos. En cualquier caso, son cuestiones que se debern resolver cuando estas aplicaciones sean viables.

http://www.tendencias21.net/El-primer-transistor-biologico-introduce-la-computacion-en-celulas-vivas_a16885.htmlEl primer transistor biolgico introduce la computacin en clulas vivas Cientficos fabrican una versin orgnica de uno de los componentes del ordenador moderno, para controlar enzimas

Investigadores de la Universidad de Stanford en Estados Unidos han recreado biolgicamente uno de los componentes principales de un ordenador moderno para operar dentro de clulas vivas. A modo de transistor -uno de los millones de interruptores que contiene un microchip para realizar clculos informticos- el dispositivo biolgico controla el movimiento de una enzima llamada AR polimerasa a lo largo de una hebra de ADN, tal como los transistores elctricos controlan el flujo de electrones a travs de un circuito. Su creacin supone un paso fundamental en la computacin biolgica. Por Patricia Prez.

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Secuencia de ARN polimerasa. Fuente: SergeyJ/ Wikimedia Commons

Cuando Charles Babbage cre el prototipo de la primera mquina de computacin en el siglo XIX, su mente esboz una serie de artefactos mecnicos perfectamente engranados para controlar la informacin. Ms tarde ENIAC, considerada la primera computadora moderna desarrollada en la dcada de los cuarenta, utiliz tubos de vaco y electricidad. Hoy en da, los ordenadores usan transistores hechos de materiales semiconductores de alta ingeniera para llevar a cabo sus operaciones lgicas.

Y ahora, un equipo de bioingenieros de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha llevado la computacin ms all de la mecnica y la electrnica, trasladndola al reino viviente de la biologa. En un artculo publicado en la revista Science, el equipo aporta los detalles de un transistor biolgico de material gentico, con ADN y ARN como base, en lugar de engranajes o electrones.

Bautizado como Transcriptor, su creacin permitir a los ingenieros ejecutar tareas computacionales en el interior de clulas vivas para, por ejemplo, registrar cuando las clulas se han expuesto a determinados estmulos externos o factores ambientales, o incluso activar y desactivar la reproduccin celular, segn sea necesario.

De esta forma se da un paso de gigante en el desarrollo de la computacin biolgica, centrada desde sus orgenes en los aos cincuenta en el uso de organismos vivos o alguno de sus componentes para realizar clculos computacionales u otro tipo de operaciones asociadas con la informtica.

La computacin biolgica puede utilizarse para estudiar y reprogramar sistemas vivos, vigilar cambios en el entorno o mejorar terapias celulares, destaca al respecto Drew Endy, profesor adjunto de Bioingeniera y coautor del artculo, segn un comunicado de la Universidad.

Artculos relacionados Crean circuitos celulares capaces de pensar y de recordar Biologa y tecnologa se fusionan en el futuro humano Desarrollan inteligencia artificial dentro de un tubo de ensayo Importante avance hacia la computacin molecular Construyen un cerebro artificial con neuronas de rata capaz de pilotar un avinDe electrnica a biologa

La investigacin se centra en la creacin del primer anlogo biolgico del transistor, pieza clave en la electrnica moderna. As, mientras en electrnica este dispositivo controla el flujo de electrones a lo largo de un alambre de metal, en biologa se encarga del movimiento de una protena especfica, en este caso la ARN polimerasa, a lo largo de una cadena de ADN. En otras palabras, el ADN sustituye al cable, y la ARN al electrn.

Para ello han utilizado un grupo de protenas naturales llamadas integrasas, conocidas por alterar la programacin de la clula humana para que fabrique VIH. La eleccin de estas enzimas concretas es muy importante, ya que deben funcionar en bacterias, hongos, plantas y animales, para que las biocomputadoras puedan modificarse dentro de una variedad de organismos, destaca Jerome Bonnet, investigador de Bioingeniera y autor principal del estudio.

Usando varios transcriptores, el equipo ha creado lo que se conoce en ingeniera elctrica como puertas lgicas, capaces de generar respuestas de verdadero-falso a prcticamente cualquier pregunta bioqumica que se plantee en una clula. Los investigadores se refieren a ellas como Puertas Lgicas Booleanas de Integrasa (Boolean Integrase Logic Gates, en ingls) o BIL Gates, para abreviar.

Estas puertas no constituyen un ordenador por s solas, pero s son el tercer y ltimo componente necesario para que una computadora biolgica pueda funcionar dentro de clulas vivas individuales. Su misin sera la misma que la de cualquier equipo convencional, es decir, almacenar y transmitir datos, y realizar operaciones lgicas con ellos.

Los otros dos componentes ya fueron noticia el ao pasado. Endy y su equipo disearon un tipo de almacenamiento de datos digital regrabable en el ADN, adems de un mecanismo para transmitir informacin gentica de clula a clula, una especie de Internet biolgica. Todo ello se suma a la creacin de un equipo dentro de una clula viva.

Jerome Bonnet, autor principal del estudio. Fuente: Steve Fisch/ Stanford University Aplicacin

Otra similitud entre electrnica y biologa son las posibilidades que ofrecen, ilimitadas en ambos casos. Se puede probar si una clula se ha expuesto a cualquier nmero de estmulos externos, como la presencia de glucosa y cafena. En ese caso las puertas lgicas permitiran tomar esa determinacin y almacenar la informacin, por lo que se podra identificar fcilmente las expuestas de las que no", explica Bonnet.

De la misma manera, se puede indicar a una clula que inicie o detenga la reproduccin en funcin de determinados factores. Y si a ello se suma la Internet biolgica diseada tambin por el equipo, es posible comunicar la informacin gentica de clula a clula para orquestar el comportamiento de un grupo.

Los investigadores esperan que, a largo plazo, las biocomputadoras puedan utilizarse para estudiar y reprogramar sistemas de vida y mejorar las terapias celulares, un campo de la medicina que se basa en la gentica y la biologa celular para regenerar y reemplazar tejidos y rganos muertos o enfermos.

Las posibles aplicaciones estn nicamente limitadas por la imaginacin del investigador, segn la coautora del estudio Monica Ortiz. De hecho, el equipo sugiere que algn da podran existir puentes vivos o edificios construidos por el crecimiento autodirigido de sus materiales naturales -controlados por circuitos biolgicos internos-, o incluso pequeos submarinos mdicos, con ordenadores de ADN a bordo, navegando en el interior de nuestros cuerpos.

Para conseguir que todo esto sea una realidad cuanto antes, Endy y su equipo han expuesto todos los componentes al dominio pblico para que puedan aprovecharse inmediatamente y mejorar as las herramientas. La mayora de la biotecnologa no se ha imaginado an, y mucho menos se ha convertido en una realidad. Al compartir libremente importantes herramientas bsicas todos podemos trabajar juntos y mejor, confa Bonnet.

http://www.sebbm.com/pdf/169/s02169.pdfComputacin biolgica distribuida con redes multicelulares

http://www.elprofesionaldelainformacion.com/contenidos/1999/junio/ordenadores_biologicos.htmlJunio 1999Ordenadores biologicosPor Ana Teresa Garca MartnezResumen: La investigacin en ingeniera informtica nos ofrece una nueva tecnologa revolucionara que afecta a la esencia misma del hardware y software, tal y como lo conocemos hoy da: el ordenador electrnico. Estas mquinas nos transportan a nuevas formas de configuracin de la mano de componentes bioqumicos que condicionan el modelo de datos as como las caractersticas de la arquitectura que lo sustenta. No obstante tambin presenta algunas similitudes con el ordenador convencional en cuanto a operaciones sobre los datos se refiere. Aunque bien es cierto que el campo de aplicacin de esta tecnologa est dirigido fundamentalmente a la resolucin de problemas combinatorios de complejidad exponencial.Palabras clave: Ordenadores biologicos, Informtica ADN, Codificacin de informacin, Arquitectura ADN, Tecnologa molecular.Title: Biological Computers Abstract: Research in computer engineering offers us a new technology that affects the essence of hardware and software, as we now know it, that is to say the electronic computer. These machines are leading us to new forms of configuration through the use of biochemical components, which condition the data models as well as the architectural characteristics that support them. However they also have similarities with the traditional computers in terms of data operations, although is true that the scope of this technology is directed to resolving combinatory problems of exponential complexity.Keywords: Biological computing, DNA computer, Information representation, DNA Architecture, Molecular technology.El avance tecnolgico no se resiste a quedarse entre chips o circuitos de cobre, conductores elctricos, diferencias de tensin, codificacin binaria, etc., sino que avanza a campos tan insospechados como el que afecta a la esencia de la vida, el ADN; por lo que a disciplinas tan ntimamente ligadas con la informtica, como la fsica y las matemticas, se aade la qumica y la biologa, aportando un nuevo modelo de informtica que condiciona las caractersticas y el aspecto fsico de aquello que conocemos como hardware, y tambin lo que a la naturaleza del software se refiere.Adleman, un conocido matemtico por sus trabajos en criptografa y seguridad de ordenadores, demostr en 1994 la capacidad del ADN para ser una herramienta informtica, construyendo el primer ordenador ADN con el fin de resolver un problema matemtico que, aunque no era complicado, cualquier ordenador de tecnologa actual no lo hubiera abordado en tan poco tiempo. Este prototipo debe consolidarse para que pueda aplicarse de forma prctica y real una vez superada la fase de experimentacin.Unos meses despus Lipton, otro cientfico en este campo, aplic el modelo de Adleman para resolver tareas informticas ms difciles y complicadas; demostrando que la tcnica era til solucionando problemas que no era posible hacerlo utilizando ordenadores convencionales, como fue el desarrollo de un procedimiento para deducir el sistema de encriptacin de datos usados por algunas de las agencias de seguridad ms sofisticadas del mundo.Descubierto el poder de la informtica ADN, es necesario profundizar en su investigacin, ya que slo ciertos problemas matemticos se ajustan al modelo y pueden resolverse usando ADN. Por tanto, aunque la informtica ADN no llegue a ser universal, es indiscutible que algunas de sus aplicaciones pueden resultar muy tiles para nuestra sociedad. Codificacin naturalLos ordenadores ADN usan base 4 para representar los datos (adenina, tiamina, guanina y citosina), mientras que los ordenadores electrnicos usan base 2 en la forma de ceros y unos. Las bases de nitrgeno de ADN (A, T, G y C) son parte de los bloques bsicos de construccin de la vida; usando estas cuatro letras, el ADN almacena la informacin que es manipulada por los organismos vivos casi exactamente de la misma manera que los ordenadores trabajan a travs de cadenas de ceros y unos.La habilidad del emparejamiento de molculas de ADN es lo que permite que se usen como modelo de datos abstracto en el laboratorio. Cada porcin de datos se puede sintetizar mediante una nica serie de ADN. El ADN forma una doble hlice dos hebras de material: cada una envuelve a la otra, que se debe principalmente a la atraccin de los elementos individuales de cada hebra con los homlogos de su vecino. Los vnculos entre hebras estn formados por cuatro aminocidos (A, T, G y C). Cada aminocido enlazar favorablemente slo con uno de los otros. Los pares fuertes son A-T y G-C. El resto de enlaces son demasiado dbiles para mantenerlos durante mucho tiempo (figura 1).CaractersticasLos ordenadores moleculares resuelven problemas complejos rpidamente, es decir, pueden analizar un gran nmero de posibles soluciones de una forma eficiente, como solventar problemas del modelo hamiltoniano (consistente en detectar cul es el camino ms ptimo entre los mltiples existentes) en unas semanas, ya que en estos casos incrementando el nmero de posibles soluciones se aumenta linealmente el tiempo para encontrar las soluciones, en lugar de incrementarse exponencialmente como ocurrira en los ordenadores electrnicos. En el campo bibliotecario se podra encontrar una homologacin hamiltoniana al intentar obtener el recorrido ms rpido a seguir en la colocacin de los libros en los estantes en funcin de la organizacin de la biblioteca por el sistema de clasificacin CDU.sta es la caracterstica general ms destacable que nos ofrece esta nueva concepcin de ordenadores, a la que contribuyen el resto de cualidades como el procesamiento paralelo, puesto que los ordenadores ADN son masivamente paralelos. A diferencia de los ordenadores convencionales ms rpidos, se obtiene una mayor velocidad de ejecucin, llegando incluso a ser 100.000 veces ms rpidos que los tradicionales. La razn es que las reacciones qumicas ocurren muy rpido y en paralelo, as que las molculas de ADN sintetizadas con una estructura qumica, que representa informacin numrica, jugarn con una gran cantidad de nmeros tal como procede en una reaccin.Para llevar a cabo los clculos los ordenadores ADN, que representan la informacin en trminos de las unidades qumicas de ADN, requieren sintetizar series especficas de ADN y permitirles reaccionar en una probeta; a diferencia de los convencionales, que realizan los clculos mediante un programa que maneja la informacin, representada fsicamente, reflejndose en el flujo de electrones a travs de los circuitos lgicos.Tambin contribuye a la configuracin de este modelo la capacidad de procesamiento, y es que estos ordenadores son increblemente ligeros, ya que aproximadamente con 1/2 Kg de ADN se obtiene ms poder de procesamiento que con cualquiera de los ordenadores actuales.De esta composicin se deduce que la coleccin de molculas aporta al diseo del nuevo ordenador las caractersticas internas de hmedo y fluido en cuanto afecta a la unidad de procesamiento y memoria, por lo que debe prestarse atencin al PH, la temperatura y las concentraciones de sal, como condiciones qumicas que influirn en una ptima ejecucin de los procesos.

LimitacionesSu aplicacin est limitada a ciertos tipos de problemas, puesto que los ordenadores ADN slo resuelven problemas combinatorios. No hay procesadores de texto o posibilidades de juegos para los ordenadores ADN, y adems son lentos en ciertos casos, ya que los problemas simples se resuelven ms rpidamente en un ordenador electrnico.Los ordenadores ADN son mucho ms rpidos para los grandes problemas ms complejos. Por ejemplo buscar en la memoria de un ordenador ADN puede ser lento porque encontrar una secuencia le puede llevar entre 17 minutos y tres horas, mientras que buscar en el disco duro de un ordenador supondra 15 milisegundos.Por otra parte en el tratamiento de las respuestas complejas nos encontramos que puede llevar ms tiempo clasificar la respuesta al problema que encontrar la solucin, es decir, que puede llevar mucho tiempo hacer las operaciones que actualmente estn en experimentacin, tales como unin, vertido y separacin de secuencias ADN.Por ltimo se contempla el concepto de fiabilidad, que es muy baja en este tipo de ordenadores puesto que el ADN cambia de forma natural y aleatoriamente, se puede deteriorar, y adems las manipulaciones de ADN tienen tendencia a error. Por todo ello es por lo que el ordenador ADN puede disolverse conforme pase el tiempo. Sin embargo los ordenadores convencionales tienen muy pocos problemas de fiabilidad porque los electrones no cambian.Comparacin con el ordenador electrnicoA pesar de ser una creacin revolucionaria y totalmente novedosa en cuanto a los componentes que integra para su funcionamiento, el ordenador molecular muestra semejanzas con el electrnico en algunos de los procesos informticos.Por ejemplo en cuanto a la transformacin de los datos, tanto los ordenadores biolgicos como los electrnicos utilizan la lgica booleana (y, o, no). El comando lgico i se lleva a cabo separando hebras de ADN de acuerdo a sus series, y el comando o se hace juntando soluciones ADN que contengan series especficas.Por lo que respecta a la manipulacin de los datos, los ordenadores electrnicos y los biolgicos almacenan informacin en cadenas que se manipulan para realizar los procesos. Se pueden concentrar vastas cantidades de informacin en probetas; la informacin se puede codificar en series ADN y almacenarla, y para recuperar los datos solamente es necesario buscar una pequea parte de ella p. ej., una palabra clave aadiendo una hebra ADN diseada tal que su serie coincida con la palabra clave donde quiera que aparezca en el ADN.En lo que a computacin se refiere, todos los ordenadores manipulan los datos por adicin y sustraccin. Un ordenador biolgico tiene capacidad de resolver satisfactoriamente un problema con 70 variables y 1.000 conexiones y-o. En el caso del problema hamiltoniano las variables seran las ciudades, y las conexiones seran las posibles rutas a seguir. AplicacionesHasta el momento este modelo tan reciente ha encontrado aplicacin en los campos de la biologa, la qumica, la medicina, como tambin en el de la informtica en cuanto a seguridad de la informacin se refiere, como muestran los buenos resultados obtenidos en los sistemas de encriptacin.No obstante tambin puede establecerse una cierta relacin con otra lnea de investigacin reciente, la nanotecnologa, que, basada en la computacin cuntica, predomin sobre la computacin biolgica como primera lnea de investigacin para miniaturizacin, aunque no necesariamente hay que desvincularlas sino que podran ser complementarias, de cara a la implantacin de estos mecanismos en el cuerpo humano para llevar a cabo determinadas funciones.Por otra parte la similitud entre las operaciones biolgicas y matemticas, junto a las caractersticas del ADN de estabilidad y predecibilidad en las reacciones, proporcionan la base para la codificacin de la informacin en sistemas matemticos. Por tanto, una vez codificada la informacin matemtica, se podran resolver problemas combinatorios de complejidad exponencial gracias a la capacidad de los ordenadores ADN de ser masivamente paralelos, contemplando as la posibilidad de trabajar problemas intratables, es decir aquellos en los que el lapso de tiempo para el clculo crece exponencialmente con el tamao de tales casos. Ese crecimiento exponencial implica la imposibilidad de resolver un problema en un tiempo razonable con un ordenador convencional.A pesar de que an no se ha indagado la posible aplicacin documental, lo primero que deberamos hacer sera examinar si en esta disciplina existe la posibilidad de hallar problemas NP, es decir intratables, en cualquiera de las facetas o niveles de la gestin de informacinA pesar de que an no se ha indagado la posible aplicacin documental, lo primero que deberamos hacer sera examinar si en esta disciplina existe la posibilidad de hallar problemas NP, es decir intratables, en cualquiera de las facetas o niveles de la gestin de informacin.No obstante tenemos que tener en cuenta otras tcnicas que se han aplicado satisfactoriamente al campo documental, en concreto a la recuperacin de informacin, que muestran cierta semejanza con la informtica ADN, como son las redes neuronales, que tambin basan su funcionamiento, adems de en el aprendizaje y autoorganizacin, en el paralelismo, realizando una gran cantidad de clculos simultneamente, y necesitando como entrada al sistema un valor numrico para poderlo manipular; por lo que en el campo de la indizacin automtica tendramos como valores numricos los valores de discriminacin sobre los que se realizaran las operaciones para clasificar los documentos.En este sentido la informtica molecular difiere de la anterior en el procedimiento para llevar a cabo las operaciones y, adems, para que sea rentable necesitara ser una operacin que aumentara exponencialmente el tiempo de resolucin conforme se incrementen las variables a considerar en la resolucin del caso. Por lo tanto cuando el volumen de informacin aumentara de forma que, para la resolucin de un problema, como puede ser la clasificacin de documentacin o indizacin de informacin, se incrementara exponencialmente el tiempo, sera susceptible de aplicarse esta innovadora tecnologa. As como tambin podra ser idnea para la evaluacin de la recuperacin de informacin, en la que se considerasen multitud de resultados a un mismo planteamiento de bsqueda o recuperacin, a los que se llegase por diferentes mtodos o procedimientos, y en su caso valorar cul sera el ms pertinente.Teniendo en cuenta la reciente aparicin de esta tecnologa, slo podemos limitarnos a hacer conjeturas respecto a las posibles aplicaciones que pueda tener en un futuro y, sobre todo, en lo que afecta a la recuperacin de informacin, campo al que suelen llegar las aportaciones cuando ya han alcanzado cierto grado de madurez en otros mbitos. BibliografaA History of DNA Computers. http://www3.hmc.edu/~cgerbin/bio.htmlAdleman, L. 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Facultad de Biblioteconoma y Documentacin de la Universidad de Extremadura.atmar ARROBA alcazaba.unex.es

http://www.biounalm.com/2011/10/mejorando-el-diseno-de-los-circuitos.htmlMejorando el diseo de los circuitos lgicos genticosGast cientos de ATP escribiendo:David CastroEnviar esto por correo electrnicoBlogThis!Compartir en TwitterCompartir en FacebookCompartir en Pinterest

Uno de los principales objetivos de la biologa sinttica es el desarrollo de sensores biolgicos con la capacidad de generar una respuesta lgica o inteligente en funcin al estmulo recibido. Pongamos un ejemplo para ilustrar mejor esta idea:Tenemos un individuo que ha sido infectado por un microorganismo patgeno. Lo que normalmente se hace es tomar una muestra del paciente ya sea sangre, orina, lquido cefalorraqudeo, o algn otro fluido corporal para hacerle una serie de ensayos en el laboratorio con el fin de identificar al agente infeccioso. Una vez identificado, se le administra un determinado frmaco que controle la infeccin y elimine al organismo indeseado. Todo este proceso demanda mucho tiempo y puede llegar a costar mucho dinero.Imaginen ahora que cuentan con un biosensor capaz de realizar todo este proceso en un solo paso. Este hipottico biosensor, el cual fue desarrollado gracias a la biologa sinttica, es capaz de reconocer al agente infeccioso a travs de antgenos especficos liberados por l. Adems, en funcin al antgeno reconocido, el biosensor activa una ruta metablica que sintetiza el antibitico especfico contra este patgeno, terminando as con la infeccin. Y una vez cumplido su trabajo, se autoelimina.En teora, esto se puede realizar a travs del uso de molculas sealizadoras, factores de transcripcin y genes, que pueden ser conectados para formar un circuito lgico, tal como los que se encuentran en cualquier dispositivo electrnico. Un circuito lgico no es ms que la unin y conexin de varias operaciones lgicas donde una seal de entrada (input) genera una respuesta (output), definida por una operacin especfica (gate).En los ltimos aos, muchos investigadores e ingenieros han desarrollado circuitos lgicos biolgicos usando bact