シリコンよ、さらば！MITが生きた細菌で動く「バイオ回路基板」をシャーレの中に構築

過去70年間にわたり、コンピュータ産業はシリコンの祭壇にひれ伏し、硬いチップの上に何十億もの微細な銅配線とトランジスタを刻み込んできました。しかしマサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者たちは考えました。「母なる自然が40億年かけて細胞化学を極めたのなら、細菌に論理ゲートを計算させればいいじゃないか」と。学術誌『Nature Chemical Biology』に掲載された画期的な研究で、MITのチームは細菌を組み合わせて作る本物の「生きたバイオ回路基板」を発表しました。

MIT生物工学科のクリストファー・フォイト教授とポスドク研究員のハミド・ドーストホセイニ氏らは、従来の金属配線を完全に排除しました。このバイオコンピュータの中では、電子が飛び交う代わりに、寒天培地上を拡散する微小な化学シグナル分子が情報のビットを伝達します。

新型グラフィックボードの予約をキャンセルする前に、知っておくべき弱点があります。それは「速度」です。シリコンチップがギガヘルツ（毎秒数十億回）の猛スピードで計算するのに対し、生体トランジスタは分子の拡散や遺伝子の発現を待つため、1回の計算に数時間かかります。

しかし研究チームが指摘するように、生命の世界はナノ秒単位では動いていません。樫の木やトウモロコシ畑は毎秒120フレームの描画を求めてはいません。数日から数週間のスパンで環境の変化を感知することが重要です。この生きた細菌回路を農作物に散布すれば、葉の表面で病原菌や水不足、栄養枯渇をリアルタイムに自律検知し、その場で即座に農薬や抗生物質を自給合成する「スマートリーフ」が実現します。

生きた細胞を電子部品のようにモジュール化して回路に組み込めることを証明したMITの研究は、自己修復し、予備パーツを自ら増殖させ、役目を終えたら土に還る完全生分解性バイオマシンの扉を開きました。ムーアの法則はついに微生物学と手を取り合ったのです。