सार:
मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) की एक शोध टीम ने हाल ही में बैक्टीरिया से बना एक "जीवित सर्किट बोर्ड" विकसित किया है, जो भविष्य में स्व-उपचार और प्रोग्रामयोग्य बायोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के लिए एक नया रास्ता खोलने के लिए इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के साथ सिंथेटिक जीवविज्ञान का संयोजन करता है। यह उपलब्धि न केवल सर्किट में जीवित जीवों की कार्यात्मक भूमिका को प्रदर्शित करती है, बल्कि इसका मतलब यह भी है कि पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जैविक दुनिया में एक आदर्श परिवर्तन ला सकते हैं।
अनुसंधान टीम ने अपने आंतरिक जीन अभिव्यक्ति नेटवर्क को सटीक रूप से विनियमित करने के लिए मूल सामग्री के रूप में आनुवंशिक रूप से इंजीनियर एस्चेरिचिया कोली (ई. कोली) का उपयोग किया, जिससे बैक्टीरिया बाहरी विद्युत संकेतों पर प्रतिक्रिया करने और तार्किक संचालन करने में सक्षम हो सके। पारंपरिक सर्किट बोर्ड के समान संरचना बनाने के लिए बैक्टीरिया को एक विशेष जैव-संगत सब्सट्रेट पर तय किया जाता है, लेकिन इसके "तार" और "स्विच" जीवित कोशिकाओं से बने होते हैं। जब एक विशिष्ट वोल्टेज या रासायनिक सिग्नल लागू किया जाता है, तो बैक्टीरिया के अंदर आनुवंशिक सर्किट सक्रिय हो जाता है, जिससे फ्लोरोसेंट प्रोटीन या अन्य पता लगाने योग्य आउटपुट सिग्नल उत्पन्न होते हैं, जिससे सूचना के प्रसारण और प्रसंस्करण का एहसास होता है।
पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक घटकों के विपरीत, इस जैविक सर्किट में स्वयं-प्रतिकृति, स्वयं-मरम्मत और पर्यावरण के अनुकूल होने की क्षमता है। शोधकर्ताओं ने बताया कि बैक्टीरिया क्षतिग्रस्त होने के बाद विभाजन और पुनर्जनन के माध्यम से अपने कार्यों को बहाल कर सकते हैं, जबकि सिलिकॉन-आधारित चिप्स को क्षतिग्रस्त होने के बाद मैन्युअल रूप से बदलने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, क्योंकि बैक्टीरिया सामान्य तापमान और दबाव पर काम कर सकते हैं, पूरा सिस्टम बहुत कम ऊर्जा की खपत करता है और इसका उपयोग प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरण, पर्यावरण निगरानी सेंसर और यहां तक कि वितरित बायोकंप्यूटिंग नेटवर्क में भी किए जाने की उम्मीद है।
प्रयोगों से पता चलता है कि लिविंग सर्किट बोर्ड ने बुनियादी लॉजिक गेट फ़ंक्शंस (जैसे "AND", "OR" और "NOT") को सफलतापूर्वक लागू किया है और सरल अंकगणितीय ऑपरेशन कर सकता है। टीम ने अधिक जटिल जैविक कंप्यूटिंग सिस्टम बनाने की अपनी क्षमता का प्रदर्शन करते हुए कई बैक्टीरिया मॉड्यूल के बीच सिग्नलिंग कैस्केड का भी प्रदर्शन किया। हालाँकि वर्तमान कंप्यूटिंग गति पारंपरिक चिप्स की तुलना में बहुत कम है, जैव अनुकूलता, स्थिरता और कार्यात्मक विविधता में इसके लाभों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है।
प्रोजेक्ट लीडर ने कहा कि अगला कदम सर्किट की स्थिरता में सुधार, बैक्टीरिया के जीवित रहने के समय को बढ़ाने और अन्य जैविक सामग्रियों (जैसे न्यूरॉन्स या ऊतक इंजीनियरिंग मचान) के साथ एकीकरण की संभावना तलाशने पर केंद्रित होगा। लंबे समय में, इस प्रकार का "जीवित इलेक्ट्रॉनिक्स" मानव-कंप्यूटर इंटरफेस, स्मार्ट दवा वितरण प्रणाली और यहां तक कि कृत्रिम जीवन रूपों का एक मुख्य घटक बन सकता है।
यह शोध "नेचर बायोटेक्नोलॉजी" पत्रिका के नवीनतम अंक में प्रकाशित हुआ है, जिससे अकादमिक समुदाय में "जीव विज्ञान हार्डवेयर है" की अवधारणा पर व्यापक चर्चा शुरू हो गई है। सिंथेटिक जीवविज्ञान और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के आगे एकीकरण के साथ, भविष्य में कोशिकाओं से बने कंप्यूटर, सोचने वाले संगठन और यहां तक कि चयापचय क्षमताओं वाले रोबोट भी हो सकते हैं।
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