細菌をつないで「生きたトランジスタ」を作製(MIT engineers connect bacteria to create living transistors)

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2026-08-17 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの研究チームは、細菌そのものを電子回路の「トランジスタ」のように機能させ、複数の細菌コロニーを接続した「生きた回路基板」を開発した。植物表面などに生息する細菌Pantoea agglomeransを遺伝子工学的に改変し、特定の分子を入力として別の分子を出力する2種類の生物学的トランジスタと、信号を中継する3種類の細菌株を構築。これらを寒天培地上に約5 mm間隔で配置して接続することで、論理ゲート、加算器、デマルチプレクサなどの回路を作製し、最大24個の細菌コロニーからなる回路で2つの入力信号の加算にも成功した。計算には約8時間を要するため電子コンピューターの代替ではなく、生物自身に環境を検知・判断させることが目的。将来的には植物の根や葉に組み込み、乾燥や病害虫などを検知して薬剤を生成させる農業用途が期待される。

細菌をつないで「生きたトランジスタ」を作製(MIT engineers connect bacteria to create living transistors)
MIT researchers have engineered bacteria that can function as transistors, allowing them to create “living circuit boards” like those shown. Credit: Courtesy of the researchers, edited by MIT News

<関連情報>

細菌トランジスタを印刷して作られた生体回路基板 Living circuit boards built by printing bacterial transistors

Hamid Doosthosseini,Haorong Chen & Christopher A. Voigt
Nature Chemical Biology  Published:17 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41589-026-02300-3

Abstract

The multicellular forms and functions seen in biology are controlled by cellular communication and collective computation. Reprogramming natural systems is difficult because they comprise many signaling molecules connecting a web of regulatory networks within cells. Here we apply principles from pass transistor logic (PTL) to design bacteria that can be easily reconfigured to perform computations on a solid surface. Strains of Pantoea agglomerans were built to encode two transistors (N-type and P-type) whose inputs and outputs are small molecules. They are connected by three relay strains that convert molecular diffusion to unidirectional flow. To build circuits, an acoustic liquid handler prints patterns of these five strains on a surface. By changing the pattern, not requiring any genetic changes, different operations are implemented, including multi-input multioutput logic, demultiplexor, half-adder and full-adder. This work demonstrates that only five cell types, each encoding a simple operation, can be scaled to create complex computational operations.

細胞遺伝子工学
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