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

10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
«Научите меня жить»: чем опасны готовые рецепты счастья от гуру «Научите меня жить»: чем опасны готовые рецепты счастья от гуру

Почему не существует простых решений для сложных вопросов?

Psychologies
Volkswagen Tiguan 2021. Улучшенная версия себя Volkswagen Tiguan 2021. Улучшенная версия себя

Почему Volkswagen Tiguan 2021 не такой уж впечатляющий

4x4 Club
Понятка, или Как выглядит идеология гопников у власти Понятка, или Как выглядит идеология гопников у власти

Гопничество — религия российской власти, понятка — идеологическая модель

СНОБ
Влияние Влияние

Как полёт Юрия Гагарин вдохновил человечество и изменил культуру

Esquire
Как работают в разных странах Как работают в разных странах

Сравните, как работают люди в других точках мира

GQ
Мать пыталась ее убить? Тайна прошлого самой сильной женщины России Мать пыталась ее убить? Тайна прошлого самой сильной женщины России

История Оксаны Кошелевой — «женщины-скалы»

Cosmopolitan
Геологи реконструировали историю разделения Антарктиды и Южной Америки Геологи реконструировали историю разделения Антарктиды и Южной Америки

Ученые реконструировали тектоническую историю Анатрктиды

N+1
5 ошеломляющих фотографий смерти 5 ошеломляющих фотографий смерти

Тот редкий случай, когда смерть завораживает

Maxim
Мазепа: гетман, меценат, изменник Мазепа: гетман, меценат, изменник

Иван Мазепа — гетман, интриган и политик, совершивший роковые ошибки

Дилетант
Ваня Дмитриенко: «Мне было cтрашно» Ваня Дмитриенко: «Мне было cтрашно»

Ваня Дмитриенко рассказал, кому адресована песня «Венера — Юпитер»

ЖАРА Magazine
«Это наше железо». Что не так с мобильными приложениями для машин «Это наше железо». Что не так с мобильными приложениями для машин

Почему автомобильные приложения не пользуются популярностью у водителей?

РБК
Любовь, море, восток: 10 прекраснейших турецких сериалов Любовь, море, восток: 10 прекраснейших турецких сериалов

Топ лучших турецких сериалов

Cosmopolitan
Правила жизни Гэри Олдмана Правила жизни Гэри Олдмана

Актер, Лондон, 63 года

Esquire
Знойные красотки: как выглядят жены солистов легендарной группы Modern Talking Знойные красотки: как выглядят жены солистов легендарной группы Modern Talking

Как сложилась личная жизнь солистов группы Modern Talking

Cosmopolitan
Тектоника собственных границ: зачем нам нужны общение и общность Тектоника собственных границ: зачем нам нужны общение и общность

Как мы ищем путь к другим, а на самом деле — к самим себе

РБК
Политическая облава: как власть пытается покончить с внесистемной оппозицией Политическая облава: как власть пытается покончить с внесистемной оппозицией

Наступило время уничтожения внесистемной оппозиции как явления

Forbes
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
Исследование: 59% женщин-руководителей жертвуют семьей ради карьеры Исследование: 59% женщин-руководителей жертвуют семьей ради карьеры

Женщины привыкли рассчитывать только на себя и сталкиваются с дискриминацией

Forbes
29 первых разов в жизни мужчины 29 первых разов в жизни мужчины

Мужская жизнь в цифрах, датах и прочей ерунде

Maxim
Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях Исследование: долгая дорога на работу вредит продуктивности сотрудников и снижает количество инноваций в компаниях

Чем дальше от офиса живет сотрудник, тем меньше инноваций он внедряет в компании

Inc.
За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени

Ученые выяснили, как молекула кинезин передвигается внутри клетки

N+1
Австралийскую одиночную пчелу переоткрыли спустя сто лет Австралийскую одиночную пчелу переоткрыли спустя сто лет

Австралийская пчела может находиться под угрозой из-за расчистки лесов и пожаров

N+1
Раек и адок Раек и адок

На экраны выходит фильм Андрея Хржановского «Нос, или Заговор “не таких”»

СНОБ
Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно

Новые исследования рекомендуют работникам интеллектуального труда спать днем

Maxim
Норвежские корни, Jay-Z и основатель Twitter: история музыкального сервиса Tidal, который снова поменял владельца Норвежские корни, Jay-Z и основатель Twitter: история музыкального сервиса Tidal, который снова поменял владельца

История Tidal: норвежский сервис, вышедший на рынок США

VC.RU
Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать

Как и кто предлагает заработать на SPAC своим клиентам?

Forbes
Как посмотреть на Солнце в телескоп Как посмотреть на Солнце в телескоп

Как можно посмотреть на Солнце без всякого вреда для здоровья

Популярная механика
Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер

История создания, традиции употребления и самые популярные коктейли с Бехеровкой

Playboy
Делаем черную икру своими руками: веганский рецепт за 10 минут (к блинам — идеально) Делаем черную икру своими руками: веганский рецепт за 10 минут (к блинам — идеально)

На вкус и цвет эта веганская икра как настоящая!

Playboy
Открыть в приложении