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
Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации Якутские коровы приспособились к холодам за счет древних генов и новой мутации

Как якутские коровы выживают в экстремальном климате?

N+1
Как на самом деле создают видеоигры? Как на самом деле создают видеоигры?

Отрывок из русского романа про игры «Игрожур»

GQ
Ирина Кооп-Шароватова Ирина Кооп-Шароватова

Участница легендарной арт-поп-группы «Колибри»

Собака.ru
Триллер времен распада СССР: что связывает мафиозные банды Нью-Йорка и водку «Кремлевская» Триллер времен распада СССР: что связывает мафиозные банды Нью-Йорка и водку «Кремлевская»

Главы из книги «Новейшая история России в 14 бутылках водки»

Forbes
Из утенка в принца: удивительные преображения звездных парней Из утенка в принца: удивительные преображения звездных парней

Звездные парни, которые однажды славно потрудились над собой

Cosmopolitan
Неочевидные функции мессенджеров, о которых знают не все Неочевидные функции мессенджеров, о которых знают не все

Групповые видеочаты, форматирование текста, боты-переводчики и магазины в чатах

CHIP
Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет) Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет)

Обзор подарков, которым девушка точно порадуется

Playboy
Двойня, четверня, собственная внучка: истории женщин, родивших после 55 Двойня, четверня, собственная внучка: истории женщин, родивших после 55

6 историй о тех, кто стал мамой после 55

Cosmopolitan
Как строилась главная высотка Москвы. История здания МГУ Как строилась главная высотка Москвы. История здания МГУ

Отрывок из книги «Высотка номер один: история и архитектура Главного здания МГУ»

СНОБ
Зачем мы смотрим фильмы про мир после конца света? Зачем мы смотрим фильмы про мир после конца света?

Психоаналитик рассказывает, почему мы любим постапокалипсис

Psychologies
Константин Хабенский: «Смыслы спектакля не в сказанных героями словах. Они заложены между строк» Константин Хабенский: «Смыслы спектакля не в сказанных героями словах. Они заложены между строк»

Константин Хабенский – о спектакле «Ходжа Насреддин» Театра наций

Grazia
Не замечала перелом три дня: как живет женщина, которая не чувствует боли Не замечала перелом три дня: как живет женщина, которая не чувствует боли

Джоанн Кэмерон из Шотландии вообще не чувствует боли

Cosmopolitan
Спасибо за игру Спасибо за игру

Как увлечение видеоиграми может структурно изменить наш мозг и причем здесь Нео

Grazia
Не здесь и сейчас Не здесь и сейчас

Стоит ли бороться с эскапизмом?

Grazia
Парное интервью: Михаил Пиотровский (Эрмитаж) и Сирилл Виньерон (Cartier) — о разнице между консераторством и уважением к прошлому Парное интервью: Михаил Пиотровский (Эрмитаж) и Сирилл Виньерон (Cartier) — о разнице между консераторством и уважением к прошлому

Директор Эрмитажа и CEO Cartier — о ценностях, сходстве музей и ювелирного дела

Esquire
«Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет «Вечная блондинка» Голливуда: как поменялась Риз Уизерспун за почти 30 лет

Давай вспомним, как красотка Риз Уизерспун менялась с годами!

Cosmopolitan
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
Ученые нашли связь между твитами Трампа и курсом рубля Ученые нашли связь между твитами Трампа и курсом рубля

Сообщения Дональда Трампа в твиттере провоцировали падение курса рубля

Популярная механика
Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете

Отрывок из книги «Будущее быстрее, чем вы думаете» Питера Диамандис

Inc.
«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
Лагерная кружка Сергея Королёва Лагерная кружка Сергея Королёва

Обыкновенная, кое-как сделанная металлическая кружка с грубо приклёпанной ручкой

Дилетант
Из Китая с ужасом. Легизм — самая честная и жуткая тоталитарная доктрина в мире Из Китая с ужасом. Легизм — самая честная и жуткая тоталитарная доктрина в мире

Лучше бы древние китайцы ограничились шелком, фарфором и порохом

Maxim
Надо ли ужесточать наказание за сексуальные преступления против несовершеннолетних Надо ли ужесточать наказание за сексуальные преступления против несовершеннолетних

Как бороться с педофилией?

СНОБ
Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров Дегазация глубинных магм разогрела климат перед вымиранием динозавров

Выбросы углекислого газа из Деканских траппов запустили маастрихтское потепление

N+1
У новорожденных нашли примитивное осознание границ собственного тела У новорожденных нашли примитивное осознание границ собственного тела

По двум модальностям: слуховой и тактильной

N+1
Жажда правды Жажда правды

Журналистское расследование, открывшее миру голодомор

Дилетант
«Гарри Поттер» и 13 тайных поворотов сюжета, которые замечают не все «Гарри Поттер» и 13 тайных поворотов сюжета, которые замечают не все

Детали, которые ты могла не заметить, когда читала или смотрела «Гарри Поттера»

Cosmopolitan
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
6 вещей, которые нельзя хранить в кошельке 6 вещей, которые нельзя хранить в кошельке

Все они хоть раз побывали в твоем бумажнике. А зря!

Maxim
Открыть в приложении