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

Глоток энергии Глоток энергии

Как «подзарядить батарейку» после затяжной зимы, не отходя от холодильника

Vogue
Любить или воспитывать? Любить или воспитывать?

Почему отсутствие наказания – ещё не вседозволенность

Здоровье
Невесты-рекордсменки: голливудские звезды с наибольшим количеством браков Невесты-рекордсменки: голливудские звезды с наибольшим количеством браков

Эти знаменитые актрисы пробовали себя в роли жен множество раз

Cosmopolitan
Походная кровать Наполеона Походная кровать Наполеона

Наполеон Бонапарт хоть и не погиб на поле боя, но почил на походной кровати

Дилетант
Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм? Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм?

Считается, что первые механические часы на Руси появились в 1404 году

Культура.РФ
Грибы превратят деревянный пол в пьезогенератор Грибы превратят деревянный пол в пьезогенератор

Материаловеды усилили пьезоэлектрический эффект древесины с помощью грибов

N+1
У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада У скифов Причерноморья обнаружили признаки оседлого уклада

Изотопный анализ указал на сосуществование земледельцев и скотоводов-кочевников

N+1
От романа Яхиной до истории русских травести: 10 главных книг весны От романа Яхиной до истории русских травести: 10 главных книг весны

Писатель и литературный критик Сергей Кумыш выбрал 10 новых книг

РБК
Писатель Григорий Служитель — об одиночестве и домашних посиделках Писатель Григорий Служитель — об одиночестве и домашних посиделках

Какое оно, одиночество нашего времени, и что мы можем ему противопоставить

РБК
Герой глянца: 3 факта о новом Mercedes-AMG E53 Герой глянца: 3 факта о новом Mercedes-AMG E53

Mercedes-AMG E53 Coupe — мотор из мира Формулы-1, дисплеи на руле

РБК
10 удивительных электробайков, сделанных своими руками 10 удивительных электробайков, сделанных своими руками

DIY электробайки создаются по принципу: чем дешевле и функциональнее, тем лучше

Популярная механика
17 самых важных фотографий в космосе 17 самых важных фотографий в космосе

Фотографии, символизирующие то, как сбывалась мечта человечества о космосе

Esquire
8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам 8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам

Мифы о материнстве, которые не отражают реальность

9 месяцев
Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей Ироничные рекламные видео учат родителей «заботливо» снижать самооценку дочерей

Взглянуть на себя со стороны поможет новая серия рекламных роликов

Psychologies
Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях

Анализ линий и знаков на ладонях, отвечающих за карьерный успех

Cosmopolitan
Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу

Объясняем, как не бояться визита в кабинет уролога и следить за своим здоровьем

Maxim
Комета Борисова оказалась реликтом экзопланетной системы Комета Борисова оказалась реликтом экзопланетной системы

До встречи с Солнцем комета оставалась нетронутой с момента своего образования

N+1
Прощай, оружие Прощай, оружие

Илья Найшуллер — о женщинах в кино, эмпатии и грядущих супергероях

Vogue
Похороны по-большевистски Похороны по-большевистски

Личный архив, коллекция, музей-квартира, реконструкция…

Дилетант
Диета минус 10 кг Диета минус 10 кг

Как похудеть на 10 кг? И возможно ли похудеть быстро?

Cosmopolitan
Под впечатлением Под впечатлением

Дерзкий индустриальный интерьер с аллюзиями на барокко

SALON-Interior
8 фактов о языке, которые нужно узнать, прежде чем ты сядешь обедать 8 фактов о языке, которые нужно узнать, прежде чем ты сядешь обедать

Представляешь, для некоторых счастливчиков вкус колбасы в десять раз колбаснее!

Maxim
Как успокоиться перед выступлением: 10 проверенных способов Как успокоиться перед выступлением: 10 проверенных способов

Пора побороть страх перед публикой

Playboy
Правила жизни Габриэля Гарсиа Маркеса Правила жизни Габриэля Гарсиа Маркеса

Правила жизни лауреата Нобелевской премии по литературе Габриэля Гарсиа Маркеса

Esquire
Что общего у фильма «Никто» и «Джона Уика» Что общего у фильма «Никто» и «Джона Уика»

Как Илье Найшуллеру удалось снять настоящий голливудский боевик

GQ
5 «вкусных» вариантов разгрузочных дней 5 «вкусных» вариантов разгрузочных дней

Присмотрись к отобранным нами вариантам разгрузочных дней

Cosmopolitan
Польза и вред граната: 9 научных фактов Польза и вред граната: 9 научных фактов

«Король фруктов» — что о нем надо знать, чем он полезен и как его выбрать?

РБК
В Исландии началось извержение из 500-метровой вулканической трещины В Исландии началось извержение из 500-метровой вулканической трещины

На исландском полуострове началось первое за 800 лет вулканическое извержение

N+1
Хотели как лучше: как благие намерения государства влияют на цену бензина Хотели как лучше: как благие намерения государства влияют на цену бензина

Почему бензиновые кризисы не новость для России

Forbes
10 секретов красоты француженок: бери на вооружение! 10 секретов красоты француженок: бери на вооружение!

Образ парижанки мы считаем образцом изысканности. Как им это удается?

Cosmopolitan
Открыть в приложении