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

Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре

Вы встречали кого-то, кто выполняет всё, что обещал сделать за день?

VC.RU
Группа “Винтаж” Группа “Винтаж”

В своем доме Алла Шумейко собрала уникальный ретросостав из винтажной мебели

AD
В видоискателе — животный мир В видоискателе — животный мир

Как стать фотографом-натуралистом?

Наука и жизнь
Плюс к корме Плюс к корме

Где и с чего начать путь яхтсмена

GQ
Светлая сторона силы Светлая сторона силы

Елена Горенштейн оформила квартиру в светлой гамме

AD
Почему мы критикуем себя и как это прекратить Почему мы критикуем себя и как это прекратить

Как отключить голос внутреннего критика?

Psychologies
Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность

О причудливых поворотах моды и влиянии маркетинга на социальные движения

СНОБ
Бунты, восстания, войны и секс-скандалы. Что пережила корона и почему британцы не перестанут петь “Боже, храни королеву” Бунты, восстания, войны и секс-скандалы. Что пережила корона и почему британцы не перестанут петь “Боже, храни королеву”

Какие кризисы пережила британская монархия в своей истории?

Esquire
«Сердцеедкам» 20 лет: обсуждаем любимый фильм с его сценаристом «Сердцеедкам» 20 лет: обсуждаем любимый фильм с его сценаристом

Почему мы сопереживаем женщинам из «Сердцеедок» и как изменилась повестка?

Cosmopolitan
Планетологи заподозрили существование течений в подледном океане Энцелада Планетологи заподозрили существование течений в подледном океане Энцелада

Внутри океана спутника Сатурна Энцелада могут действовать процессы циркуляции

N+1
После отсидки — сразу в бой! 10 российских бойцов с криминальным прошлым (и настоящим) После отсидки — сразу в бой! 10 российских бойцов с криминальным прошлым (и настоящим)

О спорт, ты криминальный мир!

Maxim
Квантовую динамику холодных атомов научились измерять недеструктивно Квантовую динамику холодных атомов научились измерять недеструктивно

Как атомы влияют на распространение микроволнового излучения

N+1
Не царский сын? Не царский сын?

Рождение Павла Петровича вызвало много пересудов при дворе

Дилетант
Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках

Когда даже табак для кальяна выбираешь со вкусом вишневого пирога

Playboy
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
Страдания юных веганов Страдания юных веганов

Хроника мучений первых вегетарианцев в России

Weekend
Ждем ребенка, живем на 35 тысяч в месяц: история семьи из Томска Ждем ребенка, живем на 35 тысяч в месяц: история семьи из Томска

В «Тинькофф-журнале» появилась спорная статья о семье из Томска

Cosmopolitan
Уже не девочки: трансформация Бритни Спирс, Рианны, Алсу и других поп-принцесс Уже не девочки: трансформация Бритни Спирс, Рианны, Алсу и других поп-принцесс

С чего начинали наши любимые поп-певицы и какими они стали сейчас?

Cosmopolitan
Джим-тоник Джим-тоник

Многогранность Джима Керри притягивает

Playboy
Служба одного окна: как россияне создали компанию SEMrush и готовятся к IPO в Нью-Йорке, которое может сделать их миллиардерами Служба одного окна: как россияне создали компанию SEMrush и готовятся к IPO в Нью-Йорке, которое может сделать их миллиардерами

ИТ-компания SEMRush намерена привлечь до $270 млн на IPO

Forbes
Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве» Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве»

Миллиардер Петр Авен планирует открыть частный музей в центре Риги

Forbes
Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле

Изучение атмосферы Титана может дать важные ключи к разгадке стадий эволюции

Популярная механика
5 «вкусных» вариантов разгрузочных дней 5 «вкусных» вариантов разгрузочных дней

Присмотрись к отобранным нами вариантам разгрузочных дней

Cosmopolitan
Звездные отчимы: российские артисты, вырастившие детей жены от прошлого брака Звездные отчимы: российские артисты, вырастившие детей жены от прошлого брака

Иван Ургант, Иосиф Пригожин и другие звезды, которые приняли детей своих жён

Cosmopolitan
Не только «Малкольм и Мари»: 10 мелодрам, построенных на диалоге Не только «Малкольм и Мари»: 10 мелодрам, построенных на диалоге

10 драматичных фильмов про отношения, построенные на насыщенных диалогах

Esquire
Втягивание глаз и стягивание кожи вокруг них помогло рыбам фугу моргнуть Втягивание глаз и стягивание кожи вокруг них помогло рыбам фугу моргнуть

Ранее механизм закрывания глаз у рыб фугу был неизвестен

N+1
Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам

Две трети убитых женщин в 2018 году были жертвами домашнего насилия

Cosmopolitan
Система оценок Система оценок

Где заканчивается общество и начинаемся мы сами?

Psychologies
Одна вокруг света: горы, леса и таблички «не входить» Одна вокруг света: горы, леса и таблички «не входить»

111 серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Эффект ноцебо: как твой мозг провоцирует болезни на пустом месте Эффект ноцебо: как твой мозг провоцирует болезни на пустом месте

На что способна сила убеждения и как ее обмануть

Maxim
Открыть в приложении