De cierta forma todos aquellos que nacimos después de la segunda mitad del siglo XX y que actualmente denotamos un alto aprecio por la investigación hemos visto a lo largo de los años cómo ha cambiado la forma en que se aborda la ciencia. Ciertamente, la tecnología nos alcanzó y la ciencia se volvió multidisciplinaria y surgieron nuevas áreas de investigación como la Biotecnología. Esta disciplina se relaciona con la manipulación microorganismos que son utilizados para obtener biomoléculas en beneficio de la humanidad. Como ejemplo podríamos mencionar los lactobacilos que se encuentran en el yogurt que compramos en el supermercado y que ingerimos todas las mañanas para mejorar nuestra digestión. La Biotecnología tienen sus bases en la Biología, pero además requiere del apoyo de otras ciencias y disciplinas como las Matemáticas, la Informática y la Electrónica.

La Electrónica es una disciplina dentro de la física que se encarga de estudiar el flujo de electrones a través de circuitos semiconductores. El avance de la microelectrónica permitió la reducción de las dimensiones del transistor, facilitando la fabricación de chips electrónicos que han sido utilizados para la construcción de computadoras. Dentro de las Matemáticas la lógica de Boole se volvió la base de la Electrónica digital, permitiendo que las computadoras operaran bajo un código binario que contempla un valor de “1” en la presencia de una señal eléctrica y de “0” en su ausencia. Tanto para la Electrónica como para la Informática la lógica Booleana se volvió esencial para evaluar señales que permitan tomar decisiones mediante el uso de compuertas lógicas del tipo AND, OR, NOT, etc., así como en algoritmos computacionales cuando se evalúan operaciones con los condicionales SI - ENTONCES.

Uno de los temas de mayor interés e investigación en el área biotecnológica son las enzimas, debido principalmente a que son la base del metabolismo en todos los organismos vivientes. Las enzimas en comparación con los procesos químicos presentan mayor velocidad de reacción y mayor especificidad permitiendo que sea posible manipularlas para evitar formación de metabolitos secundarios indeseados así facilitando el proceso de purificación y recuperación del biocatalizador, y consecuentemente generando menor cantidad de residuos. Estas características han permitido que las enzimas tengan amplia aplicación en la industria de los detergentes, alimentos, bebidas, papel, textiles, combustibles, grasas y aceites, farmacéutica, entre otras. Una característica relevante de las enzimas es que pueden ser selectivamente habilitadas por la interacción de moléculas específicas debido a la afinidad enzima-sustrato.

Recientemente se ha comenzado a estudiar la analogía o similitud que existe entre la interacción enzima-sustrato y las compuertas lógicas booleanas dentro del ámbito de la electrónica digital, abriendo la posibilidad del diseño de compuertas lógicas digitales basada en enzimas las cuales pueden ser manipuladas de forma selectiva para emular el comportamiento de compuertas electrónicas digitales tipo AND, OR, NOT, etc. El uso potencial de las compuertas lógicas basadas en enzimas se vislumbra como una aplicación centrada en switches biológicos programados que pudieran ser utilizados en el diseño de biosensores. En el Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C., (CIATEJ) se está investigando el diseño potencial de compuertas bioelectrónicas lógicas digitales enzimáticas mediante el modelado de biocatalizadores, como parte de un proyecto CONACYT aprobado en la convocatoria de ciencia de Frontera Paradigmas y Controversias de la Ciencia 2022. El proyecto consiste inicialmente en el diseño conceptual de las compuertas lógicas enzimáticas mediante el modelado matemático de biocatalizadores y posteriormente en su validación a nivel experimental. El proyecto de las compuertas lógicas enzimáticas se está llevando a cabo en el Laboratorio para la Innovación en Bioelectrónica e Inteligencia Artificial, LINBIA®, que pertenece a la Sublínea de investigación en Bioelectrónica de CIATEJ. El laboratorio LINBIA®, inició operaciones en el año 2018 bajo el cobijo de la unidad de Biotecnología Industrial y cuyo propósito es ofrecer servicios y proyectos de investigación a la industria en el área de la Biotecnología. La Sublínea de Bioelectrónica está enfocada principalmente al diseño de sensores y biosensores, instrumentación, modelado, monitoreo y control de bioprocesos, prototipado 3D, diseño de BioApps y análisis de información relevante en el área de la Biotecnología mediante la Ciencia de Datos, así como la formación de recursos humanos de alto nivel de Maestría y Doctorado.