‘Doom’ uitvoeren op E. coli-cellen… heel, heel langzaam

Het is een programmeervraag die bijna net zo oud is als de inspiratie zelf: “Kan het werken?” Noodlot?”

De baanbrekende first-person shooter (FPS), die meer dan 30 jaar geleden werd uitgebracht, is een videogameklassieker, niet alleen vanwege zijn invloed op het medium, maar ook vanwege de inspiratie voor een aantal behoorlijk wilde codeerschema’s. In 1997 NoodlotDe makers van iD Software hebben de originele broncode van het spel gratis online vrijgegeven, waardoor legioenen hobbyisten naar hartenlust kunnen sleutelen en experimenteren terwijl ze demonen verslaan.

[Related: Using ‘Doom’ to design a room.]

Sindsdien hebben enthousiastelingen een steeds groter wordende lijst met apparaten gehackt om het pixelachtige sci-fi-horroravontuur te spelen. Van zwangerschapstests tot tractoren, geldautomaten en rekenmachines: als er tenminste een klein beetje circuit in zit, is de kans groot dat het met een beetje vindingrijkheid kan werken Noodlot.

…En nu strekt de “cirkel” zich blijkbaar uit tot de bacteriën in het darmbioom.

Lauren “Ren” Ramlan, een PhD-onderzoeker in de biotechnologie aan het MIT, publiceerde onlangs een artikel waarin een werkelijk maagverscheurende prestatie werd gedocumenteerd: zoals hij aangaf SteenPapierShotgunzij programmeerde Noodlot werkt op een display gemaakt van E. coli-cellen.

“Loop NoodlotHet enige wat je nodig hebt is een scherm en wilskracht”, schrijft Ramlan. “… Uiteindelijk roept dit de vraag op hoe biologische systemen kunnen worden ontworpen om deze klassieke millennium-FPS te huisvesten.”

Volgens Ramlan moeten de E. coli-cellen, om het project te laten slagen, functioneren als traditionele pixels die ‘aan’ of ‘uit’ kunnen worden gezet. Ze moeten ook samen schijnen om beelden te vormen zoals een computermonitor of tv-scherm. Om dit mogelijk te maken, kweekte Ramlan eerst cellen in een 32×48 1-bits plaat en verbond vervolgens een geïmproviseerd display met een controller die binaire code kon verwerken en vertalen in “het toevoegen of weglaten van repressors die de celfluorescentie controleren”. Kortom, Ramlan verruilde de kleine lichtgevende diodes van een traditioneel scherm voor gloeiende bacteriecellen.

Doom op e coli
Figuur 8. Doomframe-beeldverwerking. Afgebeeld is het eerste frame van Doom, als voorbeeld. a) Het originele frame van 1 Doom. b) 32×48 gecomprimeerd eerste frame van Doom. c) Een array van 32×48 met een drempelwaarde die wordt gebruikt om te bepalen welke pixels “aan” en welke “uit” zijn. De drempelwaarde is ingesteld op pixelwaarden van de grijswaardenafbeelding groter dan 70. Krediet: Lauren Ramlan

Hoewel waarschijnlijk een enorme onderneming voor de gemiddelde leek, slaagde Ramlan erin door de eerder genoemde wilskracht te combineren met duizelingwekkende vaardigheden op het gebied van coderen en organische chemie. Het resultaat is een functionele weergave van luminescerende E. coli die kan worden gedemonstreerd Noodlot in realtime… soort van.

Het duurt naar verluidt ongeveer 70 minuten voordat de uitvinding van Ramlan volledig verlicht is, en vervolgens nog eens 8 uur en 20 minuten om terug te keren naar de oorspronkelijke staat. Al met al is dat in principe ongeveer 9 uur om spelers een enkel raamwerk voor videogames. Gezien het een origineel is Noodlot Met een maximale snelheid van 35 frames per seconde zou het lang duren om het hele spel te spelen, ongeveer 599 jaar “enige tijd”, volgens de berekeningen van Ramlan.

“Dit is een ongelooflijke ontdekking, omdat het betekent dat we nog maar een handvol generaties verwijderd zijn van het toppunt van menselijke techniek… Noodlot en het leven wordt één”, zegt ze in haar uitlegvideo.

Het is misschien niet de meest efficiënte manier om de demonische hordes van Mars af te weren, maar het is zeker een van de creatievere tot nu toe.