Bakterier løser pandekagegåde
BAGSIDEN: E. coli-bakterien er blevet omdannet til levende computere og kan nu løse matematiske gåder.

(Foto: Colourbox)

(Foto: Colourbox)

Amerikanske forskere har gensplejset bakterien Escherichia coli, der til daglig løser affaldsproblemer i pattedyr tarmflora, til at kunne løse en klassisk matematisk gåde - kendt som 'The Burnt Pancake Problem'.

Problemet går i sin enkelhed ud på at sortere en stak pandekager, således at den største pandekage kommer nederst og den mindste øverst. Sorteringen skal løses via færrest mulige vendinger, og det har vist sig at kræve en vis portion logisk sans. Men nu bliver menneskets logik overhalet indenom - af en endetarmsbakterie.

Gyldne eller brændte pandekager For at komplicere opgaven en smule har pandekagerne en gylden side og en brændt side, og udover at være sorteret efter størrelse, skal den gyldne side være opad på alle pandekagerne, før opgaven er løst.

Det opsigtsvækkende eksperiment er lavet af Karmella Haynes og et team af biologer og matematikere fra Davidson College, North Carolina og Missouri Western State University, Missouri. Opdagelsen åbner døren for forskellige anvendelser i computere, blandt andet dataoopbevaring.

I forsøget har forskerne erstattet pandekagerne med små DNA-stykker, som bakterierne skal vende korrekt og sætte i korrekt rækkefølge. For at sætte pres på bakterierne, har forskerne også indsat et såkaldt resistensgen, der betyder, at bakterierne dør af et bestemt antibiotika, hvis de ikke løser opgaven korrekt.

Ifølge Karmella Haynes har systemet flere potentielle fordele i forhold til konventionelle computere. En enkel kolbe kan nemlig rumme millioner af bakterier, der kan arbejde parallelt med at løse opgaver. De bakterielle computere vil således potentielt kunne løse opgaver hurtigere og samtidig være billigere og fylde mindre.

The Burnt Pancake Problem. Brug færrest mulige vendinger med paletkniven på at få den største pandekage nederst og den mindste øverst, og husk altid at have den gyldne side opad. (Grafik: Derrick Coetzee)

E. coli vs. B. gates Endnu mere kontroversielt er det måske, at bakterier som andre organismer undergår evolution, hvorfor forskerne naturligt nok spekulerer i, at bakterierne på sigt kan udvikle mere effektive processer til at løse endnu mere avancerede opgaver end 'The Burnt Pancake Problem'.

For tre år gensplejsede forskere fra Princeton Universitet bakterier til at kommunikere med hinanden og lave forskellige mønstre, og faktisk var i stand til at blinke grønt og rødt som en lyskæde ved juletid.

Arbejdet med at transformere bakterier om til levende maskiner, der kan udføre hjernearbejde for mennesker og måske på sigt erstatte traditionelle computere, er en del af den forskningsområde 'syntetisk biologi', hvor målet er at skabe bittesmå byggeklodser, som kan skræddersyes, så de kan udnyttes af forskere inden for flere forskellige fagområder.

Syntetisk biologi har også danske forskeres bevågenhed i disse år. Herhjemme er blandt andet professor Steen Rasmussens Center for Fundamental Living Technology (FLinT), der har skabt opmærksomhed omkring forskningsområdet. I FLinT projektet forsøger forskerne at skabe kunstigt liv ud fra livets simpleste byggestene.

Som et kuriosum bør det nævnes, at 'The Burnt Pancake Problem' også er berømmet ved at være emnet for Mr. Microsoft, Bill Gates' eneste kendte videnskabelige artikel 'Bounds for Sorting by Prefix Reversal', der blev udgivet i 1979, og som beskriver en ny og effektiv måde at sortere pandekagerne på. Her knap 30 år senere er Bill Gates som bekendt mangemillardær.

Referencer:- 'Engineering bacteria to solve the Burnt Pancake Problem' Karmella A Haynes, et al. Journal of Biological Engineering 2008, 2:8 - Basu S, Gerchman Y, Collins CH, Arnold FH, Weiss R (2005). A synthetic multicellular system for programmed pattern formation. Nature 434: 1130-1134. Abstract hos PubMed - Bill Gates & Christos Papadimitriou, Bounds For Sorting By Prefix Reversal. Discrete Mathematics, vol 27, pp 47-57, 1979

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcasts herunder. Du kan også findes os i din podcast-app under navnet 'Videnskab.dk Podcast'.

Videnskabsbilleder

Se de flotteste forskningsfotos på vores Instagram-profil, og læs om det betagende billede af nordlys taget over Limfjorden her.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med omkring en million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk