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

Эпиляция хлебом по-древнерусски и другие старинные мужские способы борьбы с растительностью на лице Эпиляция хлебом по-древнерусски и другие старинные мужские способы борьбы с растительностью на лице

Как люди брились до изобретения одноразовых станков?

Maxim
Вот это мозг: 5 захватывающих книг о нейробиологии Вот это мозг: 5 захватывающих книг о нейробиологии

Подборка бестселлеров о работе самого загадочного органа

Популярная механика
Составлен портрет российской предпринимательницы: ей под 40, она ИП, зарабатывает до 200 тыс. руб. в месяц Составлен портрет российской предпринимательницы: ей под 40, она ИП, зарабатывает до 200 тыс. руб. в месяц

Портрет женщины, которая руководит собственным бизнесом в России

Inc.
Копия неверна: дети звезд, совсем непохожие на своих сексуальных родителей Копия неверна: дети звезд, совсем непохожие на своих сексуальных родителей

Знаменитости, которые не унаследовали от своих родителей голливудские черты

Cosmopolitan
Как компания Louis Vuitton построила... вертолет Как компания Louis Vuitton построила... вертолет

Неужели под маркой Louis Vuitton создавались летательные аппараты?

Популярная механика
Раек и адок Раек и адок

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

СНОБ
Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти Звезда «Студии 54», модель Хельмута Ньютона и королева ювелирного дизайна: что нужно знать об Эльзе Перетти

Что стоит знать о работе Эльзы Перетти, а также о ее модельной карьере

Esquire
На Байкале запустили глубоководный нейтринный телескоп. Крупнейший в Северном полушарии На Байкале запустили глубоководный нейтринный телескоп. Крупнейший в Северном полушарии

Строительство объекта длилось с 2015 года, а сам проект стал международным

Популярная механика
10 самых дорогих фотографий в истории 10 самых дорогих фотографий в истории

Фото на любой кошелек! От миллиона до четырех миллионов долларов!

Maxim
Как на самом деле создают видеоигры? Как на самом деле создают видеоигры?

Отрывок из русского романа про игры «Игрожур»

GQ
Наносчётчик для «наноовец» Наносчётчик для «наноовец»

Представьте, что вы пастух, которому нужно пересчитать овец в стаде

Наука и жизнь
«Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами «Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами

Какую информацию ваш автомобиль передает производителям и государству?

РБК
Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков Может ли Бог двигаться быстрее скорости света и быть в двух местах одновременно: мнение физиков

Может ли Бог быть связан законами физики нашего мироздания, и если да – то как?

Популярная механика
Закончи это немедленно! Закончи это немедленно!

Почему ты за многое берешься и ничего не доводишь до конца

Лиза
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

Актер Боб Оденкерк — о впечатлениях от работы с российской командой

Esquire
От подражания кумирам до моды на естественность: почему эра лайков скоро пройдет От подражания кумирам до моды на естественность: почему эра лайков скоро пройдет

Почему зумеры перестали пользоваться фильтрами, изменяющими внешность?

Forbes
Зрители выбрали самые популярные песни советского кино Зрители выбрали самые популярные песни советского кино

Эти песни из советских фильмов стали самыми популярными в России

Psychologies
Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун

Всегда ли с возрастом снижается острота зрения?

Psychologies
Закрыть гештальт: как Лев Хасис строит партнерства ради торговых и платежных сервисов «Сбера» Закрыть гештальт: как Лев Хасис строит партнерства ради торговых и платежных сервисов «Сбера»

Как Лев Хасис строит экосистему и почему раз за разом терпит неудачи?

Forbes
Между пчелой и барсуком: почему один и тот же человек ведет себя то как альтруист, то как сволочь Между пчелой и барсуком: почему один и тот же человек ведет себя то как альтруист, то как сволочь

Статья о добре и зле, объясняющая, почему мы все хорошие, хотя иногда и плохие

Maxim
Доставай блендер! Фильмы, которые вдохновляют на готовку Доставай блендер! Фильмы, которые вдохновляют на готовку

Кулинарное вдохновение и правда существует! Не верите? Смотрите сами!

Cosmopolitan
Топ-10: лучшие оригинальные романтические комедии Netflix, которые ты не видела Топ-10: лучшие оригинальные романтические комедии Netflix, которые ты не видела

Ромкомы от Netflix, которые действительно стоит посмотреть!

Cosmopolitan
15 цепляющих фильмов о семейных ценностях 15 цепляющих фильмов о семейных ценностях

Фильмы о близких людях, семье и любви

Cosmopolitan
Боги и герои Боги и герои

В Афинах все спокойно

Tatler
Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так

Людмила Петрановская о современных правилах воспитания

СНОБ
Сказка — ложь Сказка — ложь

Gucci и русский фольклор

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

Как бороться с педофилией?

СНОБ
Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения

Как помочь себе обрести устойчивость?

Psychologies
Ешь, молись и изучай папоротники: 3 лучших романа Элизабет Гилберт Ешь, молись и изучай папоротники: 3 лучших романа Элизабет Гилберт

Главные книги американской писательницы Элизабет Гилберт

Cosmopolitan
Открыть в приложении