Le MIT fabrique des cartes de circuits vivantes à partir de bactéries en laboratoire

Une boîte de Petri peut désormais accueillir une carte de circuit rudimentaire. Des chercheurs du MIT ont imprimé des colonies de bactéries Pantoea agglomerans génétiquement modifiées sur de l’agar et les ont reliées par des signaux chimiques, créant ainsi des circuits vivants capables de commuter, relayer et traiter des informations en laboratoire.

L’idée clé a consisté à répartir les tâches entre les cellules. Deux types de bactéries jouent le rôle de transistors : l’un s’active en réponse à la molécule OC-6, l’autre se désactive. Tous deux détectent également OC-12 et, selon la combinaison des entrées, libèrent OHC-14. Trois souches bactériennes supplémentaires traduisent ce signal afin qu’il puisse alimenter le transistor suivant. Le résultat est une version biologique de l’interconnexion de composants, plutôt que de contraindre une seule cellule à porter l’intégralité d’un circuit.

Les chercheurs ont démontré des portes logiques à plusieurs entrées, « ou » et « implication », ainsi que des circuits capables d’additionner deux signaux, de traiter plusieurs signaux à la fois ou d’acheminer un signal vers une destination donnée. Le plus grand circuit comportait 24 colonies bactériennes. Chaque colonie était imprimée à environ 5 millimètres de sa voisine la plus proche, ce qui permettait au signal de se déplacer dans une seule direction à travers la structure.

La limite est la vitesse. Ces circuits vivants mettent environ huit heures à effectuer chaque calcul, soit bien plus longtemps qu’un ordinateur électronique. Les chercheurs du MIT estiment que ce délai pourrait tout de même être compatible avec la biologie, où une réponse mesurée durant la nuit peut être suffisamment rapide par rapport à la saison de croissance d’une plante.

Qu’est-ce que cela change concrètement ? Pas les smartphones : l’équipe explique que ces circuits sont destinés à ajouter des capacités de calcul à la biologie, et non à remplacer les ordinateurs. L’idée à plus long terme serait de placer des bactéries sur les feuilles ou les racines des plantes, où elles pourraient détecter des stress environnementaux comme la sécheresse ou les attaques de nuisibles, et éventuellement déclencher une réaction telle que la synthèse d’un fongicide. Pour l’instant, cette application reste un objectif ; le système démontré est un circuit de laboratoire imprimé sur de l’agar.