Известно, что системы из белков, находящихся внутри клетки, производят сложные вычислительные операции, чтобы обработать поступающие из внешней среды сигналы. Чтобы изменить поведение клетки, в рамках синтетической биологии был предложен подход, который предусматривает внедрение в клетку белковых логических вентилей — молекулярных схем, производящих логические операции. Один единственный белок, который способен как быстро реагировать на стимулы, так и генерировать выходные данные, называется нанокомпьютерным агентом.
Исследователи сконструировали нанокомпьютерный агент, интегрировав два сенсорных домена — области белков, которые реагирует на определенные раздражители, — в человеческий фермент киназу Src. Один из них — uniRapR — реагирует на рапамицин, а другой — LOV2 — на синий свет. Полученное белковое устройство функционирует как комбинаторная логическая схема: рапамицин способствует перемещению белка к фокальным контактам, а синий цвет оказывает обратный эффект.
Фокальные контакты представляют собой скопление интегриновых рецепторов на клеточной мембране, которые связывают клетку с внеклеточными тканевыми структурами. Активируя Src с помощью рапамицина, ученые уменьшали миграцию клеток и изменяли их ориентацию, заставляя выравниваться вдоль коллагеновых нановолокон внутри клеточной культуры. При этом, если сначала обнаруживается рапамицин, то клетка принимает одну ориентацию, но если стимулы получены в обратном порядке, то ориентация будет другой. Таким образом, нанокомпьютерный агент является некоммутативной логической схемой.