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
Еще 5 популярных исторических заблуждений, в которые все до сих пор верят Еще 5 популярных исторических заблуждений, в которые все до сих пор верят

300 спартанцев, двоечник Эйнштейн и другие выдумки

Maxim
8 неожиданных признаков недостатка сна. На какие симптомы надо обратить внимание — и это не зевота и усталость 8 неожиданных признаков недостатка сна. На какие симптомы надо обратить внимание — и это не зевота и усталость

Недостаток сна имеет накопительный эффект и проявляется не так, как вы думаете

Inc.
Бальзам на душу — лучшие оригинальные проекты «Нетфликс» 2021 года Бальзам на душу — лучшие оригинальные проекты «Нетфликс» 2021 года

Короче, заходят в бар Мартин Скорсезе и Фран Лебовиц... Нет, без шуток. Это шоу

Esquire
Гатлинг-ган — пулемет, который не был пулеметом Гатлинг-ган — пулемет, который не был пулеметом

История оружия, которое сегодня все знают под именем «Гатлинг-ган»

Maxim
От скопцов до тюкальщиков: хит-парад сект Российской империи От скопцов до тюкальщиков: хит-парад сект Российской империи

Бывали времена, когда просторы Руси населяли очень диковинные православные секты

Maxim
Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4 Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4

Новые седан Panamera от Porsche и внедорожник от Cadillac

Weekend
6 техник, которые помогут сказать настоящее «да» 6 техник, которые помогут сказать настоящее «да»

Упражнения, которые помогут нам научиться говорить «да» искренне и уверенно

Psychologies
Неуязвимый Набоков: почему автор «Лолиты» все еще актуален Неуязвимый Набоков: почему автор «Лолиты» все еще актуален

Почему Владимир Набоков снова оказался в центре внимания

РБК
Центрифуга не спасла людей от когнитивных изменений в условиях микрогравитации Центрифуга не спасла людей от когнитивных изменений в условиях микрогравитации

Состояние микрогравитации отрицательно влияет на когнитивные функции человека

N+1
«Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной» «Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной»

Отрывок из книги, посвященный работе над книгой «История кометы Галлея»

N+1
10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня 10 технологий будущего, зарождающихся уже сегодня

Новые технологии появляются каждый год, неизменно приближая будущее

Популярная механика
Почему дергается глаз и как это прекратить Почему дергается глаз и как это прекратить

Офтальмологи и неврологи объясняют, как быть в ситуации, когда дергается глаз

РБК
Редкая доисторическая булавка поможет изучить быт древних аборигенов Австралии Редкая доисторическая булавка поможет изучить быт древних аборигенов Австралии

Сообщества коренного населения континента все чаще сотрудничают с археологами

N+1
Похороны по-большевистски Похороны по-большевистски

Личный архив, коллекция, музей-квартира, реконструкция…

Дилетант
Отбелит зубы, уберет прыщи: 5 причин пить вино каждый день Отбелит зубы, уберет прыщи: 5 причин пить вино каждый день

Мы нашли 5 не самых очевидных поводов пить вино каждый день

Cosmopolitan
Как грамотно распределять время: 4 приема Как грамотно распределять время: 4 приема

Какие навыки тайм-менеджмента мы можем взять на вооружение?

Psychologies
Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов Как перестать бояться и начать активно действовать: 9 проверенных способов

Нельзя постоянно жить в рамках нереализованных амбиций

Playboy
Что такое канцерогены, и почему жареная пища может провоцировать развитие рака Что такое канцерогены, и почему жареная пища может провоцировать развитие рака

Что именно делает жаренную пищу вредной?

Популярная механика
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
Размер не имеет значения? Откровенные истории о больших и маленьких сюрпризах Размер не имеет значения? Откровенные истории о больших и маленьких сюрпризах

Наши героини поведали свои истории о нестандартных членах

Cosmopolitan
Связь установлена Связь установлена

Альба Рорвахер уверена: с годами люди не могут утратить способность влюбляться

Grazia
Как определить тип фигуры и правильно подобрать одежду Как определить тип фигуры и правильно подобрать одежду

Разбираемся в основных пяти типах фигуры

Cosmopolitan
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
5 жутких вещей, которые лунатики могут делать во сне 5 жутких вещей, которые лунатики могут делать во сне

Залезть на крышу — это еще безобидное развлечение лунатиков

Maxim
Как пить «тот самый» апероль: подсказки для максимального наслаждения популярным аперитивом Как пить «тот самый» апероль: подсказки для максимального наслаждения популярным аперитивом

Советы, с чем можно смешать апероль, а также закуски к итальянскому аперитиву

Playboy
Кино на выходные: пять отличных фильмов про дизайн Кино на выходные: пять отличных фильмов про дизайн

Пять актуальных картин про дизайн, на которые не жалко потратить выходные

Seasons of life
10 самых опасных предметов твоего гардероба 10 самых опасных предметов твоего гардероба

Список опасных предметов одежды

Cosmopolitan
Вылет из гнезда в утренние часы не повысил выживаемость птенцов лазоревок Вылет из гнезда в утренние часы не повысил выживаемость птенцов лазоревок

Склонность покидать гнездо утром связана с динамикой развития птенцов

N+1
Управляемое неудовлетворение и сложные переговоры с любителем астрологии. Как начинался Netflix (который чуть не стал NetPix) Управляемое неудовлетворение и сложные переговоры с любителем астрологии. Как начинался Netflix (который чуть не стал NetPix)

Отрывок из книги «That will never work» об истории Netflix

Inc.
Открыть в приложении