Бактериальные вычислители в будущем могут стать биосенсорами

N+1Наука

Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции

Вера Сысоева

Sira Mogas-Díez et al. / Nature Communications, 2021

Биологи собрали из бактерий логические операторы. Исследователи посадили на бумажную подложку разные группы бактерий таким образом, чтобы поток выделяемых ими веществ заставлял группу бактерий вывода светиться (сигнал «1») или не издавать свечение (сигнал «0»). В зависимости от расположения групп бактерий относительно друг друга ученые получили операторы «И», «ИЛИ», «НЕ» и «исключающее ИЛИ», а также привели пример аналогового вычисления. Авторы работы, опубликованной в Nature Communications, предполагают, что подобные схемы могут лечь в основу простых портативных биосенсоров.

Идея проводить вычислительные операции при помощи биологических объектов для синтетической биологии не нова. Как правило, разработчики используют для подобных устройств три слоя разных клеток: по одному для получения химического сигнала, его обработки и вывода ответа. Однако сами по себе клетки сложно устроены, и трудно предсказать, как будет функционировать вся система целиком, даже если известно, как работают отдельные ее части. Например, возникают проблемы с передачей сигналов и воспроизводимостью результатов.

Биоинженеры из испанского Университета Помпеу Фабра под руководством Хавьера Марсии (Javier Marcía) предложили упростить архитектуру биологического компьютера, точнее, поместить клетки ввода и клетки вывода сигнала на один слой. Информация в предложенной ими схеме кодируется в виде концентрации определенного вещества, вырабатываемого бактериальными клетками. В такой системе двумерное пространство становится участником вычислительного процесса: химический сигнал от одной группы бактерий распространяется по бумажной подложке и взаимодействует с другими группами, которые в свою очередь выдают свои сигналы в ответ на полученную информацию. Финальная группа — клетки вывода — в зависимости от концентрации полученного вещества может производить флуоресцентный белок, то есть выдавать видимый человеку ответ.

В работе использовались клетки кишечной палочки

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Иммунитет Иммунитет

Роль иммунной системы

kiozk originals
Похудеть на 20 кг и держать вес уже 15 лет: реальная история нашей читательницы Похудеть на 20 кг и держать вес уже 15 лет: реальная история нашей читательницы

Наша героиня сумела справиться с собой и достигла потрясающих результатов!

Cosmopolitan
Умная колонка подслушала сердцебиение Умная колонка подслушала сердцебиение

Это позволяет отслеживать нарушения вариабельности сердечного ритма

N+1
Надо ли ужесточать наказание за сексуальные преступления против несовершеннолетних Надо ли ужесточать наказание за сексуальные преступления против несовершеннолетних

Как бороться с педофилией?

СНОБ
Попробуй что-то новенькое! Попробуй что-то новенькое!

Почему в разных отношениях мы повторяем одни и те же негативные сценарии

Лиза
Кристофер Уинн, Papa John’s: «Бизнес в России — это что-то между спортом и войной. Зависит от дня недели» Кристофер Уинн, Papa John’s: «Бизнес в России — это что-то между спортом и войной. Зависит от дня недели»

Кристофер Уинн — какие навыки нужны франчайзи и в чем проблема агрегаторов

Inc.
Как укротить ревнивую девушку Как укротить ревнивую девушку

Некоторые факты о ревности с моралью в конце

Maxim
Дорога в лес Дорога в лес

Гараж на пять машин, два бассейна и пивоварня в загородном доме

Robb Report
Практики осознанности на работе могут навредить психике сотрудников, показало исследование Практики осознанности на работе могут навредить психике сотрудников, показало исследование

Стратегии, которые помогут снизят негативные эффекты от осознанности на работе

Inc.
Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть» Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть»

Максим Матвеев — о безрассудстве, сыновьях и ворованном дорожном знаке

Cosmopolitan
«Я не такая»: каким женщинам и почему не нужен феминизм «Я не такая»: каким женщинам и почему не нужен феминизм

Почему женщины поддерживают патриархальные ценности?

Psychologies
С меня хватит С меня хватит

Как научиться выпивать осознанно

GQ
3 черты, которые объединяют самых счастливых людей 3 черты, которые объединяют самых счастливых людей

Что делает счастливых людей такими привлекательными?

Psychologies
Актеры Юрий Колокольников и Агата Муцениеце — о сериале «Крюк», хоккее и Путине Актеры Юрий Колокольников и Агата Муцениеце — о сериале «Крюк», хоккее и Путине

Юрий Колокольников, Агата Муцениеце и продюсер Георгий Малков о сериале «Крюк»

СНОБ
Дресс-код доступа Дресс-код доступа

Как теперь понять, по какой «одежке» встречают в приличном обществе

Forbes
Е-коммерческий банк Е-коммерческий банк

Лев Хасис строит партнерства ради торговых и платежных сервисов «Сбера»

Forbes
10 привычек, которые вредят твоей талии 10 привычек, которые вредят твоей талии

Мифы о здоровом питании и правильном образе жизни

Cosmopolitan
Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых

Большинство участников любой беседы на самом деле хотят, чтобы диалог закончился

Популярная механика
Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга Станьте счастливее с помощью практики прощения и энергии благодарности. 9 способов от «отца» биохакинга

46 правил, чтобы стать более умной, здоровой, счастливой и спокойной

Inc.
Как читать Батюшкова Как читать Батюшкова

Рассказываем о Константине Батюшкове и его лирике через пять стихотворений

Arzamas
Снежана Самохина сыграет сексуальную волейболистку в сериале «Дылды» на СТС Снежана Самохина сыграет сексуальную волейболистку в сериале «Дылды» на СТС

Интервью с Снежаной Самохиной

Cosmopolitan
Страшно красивые: чем чреваты бьюти-стандарты сети Instagram и можно ли их воплотить в реальной жизни? Страшно красивые: чем чреваты бьюти-стандарты сети Instagram и можно ли их воплотить в реальной жизни?

Возможно ли воспроизвести в реальной жизни эффект Instagram-фильтров?

Esquire
Физики сделали металинзу с четким переменным фокусом Физики сделали металинзу с четким переменным фокусом

Фокусное расстояние зависит от аморфного или кристаллического состояния вещества

N+1
5 отличных фильмов, которые провалились в прокате 5 отличных фильмов, которые провалились в прокате

Даже «Бойцовский клуб» не сразу нашел своего зрителя

GQ
Бонжур, Тужур, Амур! 10 французских ромкомов, которые растопят любое сердце Бонжур, Тужур, Амур! 10 французских ромкомов, которые растопят любое сердце

В чем точно знают толк французы, так это в романтических фильмах

Cosmopolitan
Весеннее настроение: 5 лучших фильмов о первой любви Весеннее настроение: 5 лучших фильмов о первой любви

Фильмы об одном из самых нежных и теплых периодов в жизни каждого человека

Cosmopolitan
Женский бизнес — какой он? Женский бизнес — какой он?

Кейсы девушек-предпринимателей

Cosmopolitan
Первый рейтинг self-made женщин России возглавила основательница Wildberries Татьяна Бакальчук Первый рейтинг self-made женщин России возглавила основательница Wildberries Татьяна Бакальчук

Татьяна Бакальчук стала самой состоятельной self-made женщиной России

Forbes
Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти

Что стоит знать о работе Эльзы Перетти, а также о ее модельной карьере

Esquire
6 секретов, которые помогают облегчить головную боль и спокойно работать из дома 6 секретов, которые помогают облегчить головную боль и спокойно работать из дома

Хватит пить горстями обезболивающее

Playboy
Открыть в приложении