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
Запад нам помог Запад нам помог

Помощь «империалистических хищников» спасла миллионы жизней советских граждан

Дилетант
Как посмотреть на Солнце в телескоп Как посмотреть на Солнце в телескоп

Как можно посмотреть на Солнце без всякого вреда для здоровья

Популярная механика
Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня Твердая отцовская рука: 7 способов наказать ребенка без ремня

Что делать, когда тебя просят поговорить с сыном «по-мужски, чтобы он понял»

Maxim
«Не забывай свою Валюшу»: история одной бриллиантовой свадьбы «Не забывай свою Валюшу»: история одной бриллиантовой свадьбы

Когда люди вместе проживают многие годы, их связывает большее, чем просто любовь

Psychologies
Как корабль назовешь Как корабль назовешь

Тихон Жизневский — о том, как стал первым российским супергероем

OK!
Партнер пропал без объяснений: как себя вести, если вы стали жертвой гостинга Партнер пропал без объяснений: как себя вести, если вы стали жертвой гостинга

Как быть, если партнер ушел по-английски, не прощаясь?

Psychologies
Орлиную акулу назвали меловым аналогом скатов-мант Орлиную акулу назвали меловым аналогом скатов-мант

Орлиные акулы питалась планктоном и жила около 93 миллионов лет назад

N+1
Что означают сны, где у тебя выпадают волосы: отвечают сомнологи Что означают сны, где у тебя выпадают волосы: отвечают сомнологи

Стоит ли переживать из-за кошмаров, связанных с выпадением волос?

Playboy
Кодекс Вселенной Кодекс Вселенной

Какие земные или внеземные законы должны действовать за пределами нашей планеты?

Вокруг света
Черная полоса: 5 способов помочь подруге пройти через тяжелый период (чтобы забота не была во вред) Черная полоса: 5 способов помочь подруге пройти через тяжелый период (чтобы забота не была во вред)

Советы экспертов, как правильно поддерживать близких в сложные времена

Playboy
Попробуй что-то новенькое! Попробуй что-то новенькое!

Почему в разных отношениях мы повторяем одни и те же негативные сценарии

Лиза
Поющие бывшие и Мэрилин Монро: сериалы, которые  точно поднимут тебе настроение Поющие бывшие и Мэрилин Монро: сериалы, которые  точно поднимут тебе настроение

Если ты любишь «Ла-ла Лэнд», то тебе наверняка понравятся музыкальные сериалы

Cosmopolitan
«Проблемы с эмпатией». Возможна ли российская оппозиция без Навального «Проблемы с эмпатией». Возможна ли российская оппозиция без Навального

Получится ли у оставшихся лидеров ФБК* справится с ролью публичных политиков

СНОБ
Жажда правды Жажда правды

Журналистское расследование, открывшее миру голодомор

Дилетант
Осьминоги чувствуют не только физическую, но и душевную боль Осьминоги чувствуют не только физическую, но и душевную боль

Осьминоги чувствуют боль и реагируют на нее так же, как и млекопитающие

Популярная механика
Русский палиндром: каким получился новый фильм Андрея Хржановского Русский палиндром: каким получился новый фильм Андрея Хржановского

«Нос, или заговор "не таких"» — что говорят сны о прошлом, настоящем и о нас

РБК
15 фактов о Хантере С. Томпсоне 15 фактов о Хантере С. Томпсоне

Все, что ты не знал о главном гонзо-журналисте мира — а теперь узнаешь

Maxim
10 удивительных электробайков, сделанных своими руками 10 удивительных электробайков, сделанных своими руками

DIY электробайки создаются по принципу: чем дешевле и функциональнее, тем лучше

Популярная механика
Любить или воспитывать? Любить или воспитывать?

Почему отсутствие наказания – ещё не вседозволенность

Здоровье
Светящиеся утконосы и еще 8 внезапных фактов, чтобы блеснуть в разговоре Светящиеся утконосы и еще 8 внезапных фактов, чтобы блеснуть в разговоре

Сборник фактов на все случаи и разговоры в жизни!

Maxim
Доказательство от спортивного Доказательство от спортивного

Александр Добровинский играет в игры с людьми, которые играют в гольф

Tatler
Как становятся стендап-комиками: разговор со стендапером Никитой Некрасовым Как становятся стендап-комиками: разговор со стендапером Никитой Некрасовым

Никита Некрасов — путь комедианта нелегкий, но очень увлекательный

Playboy
Кефир и свекла: 7 суперфудов, которые точно есть на твоей кухне Кефир и свекла: 7 суперфудов, которые точно есть на твоей кухне

Обязательно ли покупать суперфуды по космическим ценам?

Cosmopolitan
Техника обучения Фейнмана Техника обучения Фейнмана

Техника, которая вам подойдет, если вы ищете способ ускорить свое обучение

VC.RU
«Я ревнива до умопомрачения!»: Ходченкова, Брежнева и другие недоверчивые звезды «Я ревнива до умопомрачения!»: Ходченкова, Брежнева и другие недоверчивые звезды

Звезды шоу-бизнеса рассказали, как у них обстоят дела с вопросом доверия

Cosmopolitan
5 причин, по которым Stripe стал самым дорогим стартапом США 5 причин, по которым Stripe стал самым дорогим стартапом США

Пять правил, которые помогли Stripe стать самым дорогостоящим стартапом США

Inc.
Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались) Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались)

Первое стихотворение о Супермене, написанное в 1942 году

Playboy
Как стать умным чуваком, к которому все прислушиваются: 10 действенных способов Как стать умным чуваком, к которому все прислушиваются: 10 действенных способов

Пора прокачать свои когнитивные навыки

Playboy
В зародышах млекопитающих нашли признаки омоложения сразу после оплодотворения В зародышах млекопитающих нашли признаки омоложения сразу после оплодотворения

Биологический возраст человека может достигнуть минимума через 2 недели развития

N+1
Открыть в приложении