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

Глоток энергии Глоток энергии

Как «подзарядить батарейку» после затяжной зимы, не отходя от холодильника

Vogue
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
Как заниматься спортом весной, чтобы похудеть к лету? Как заниматься спортом весной, чтобы похудеть к лету?

Спланируем фитнес так, чтобы к лету быть в лучшей для себя форме

Худеем правильно
Правила жизни Михаила Горбачева Правила жизни Михаила Горбачева

Правила жизни бывшего президента СССР

Esquire
Рухнет ли британская монархия после интервью принца Гарри и Меган Маркл Рухнет ли британская монархия после интервью принца Гарри и Меган Маркл

Как англичане отреагировали на откровения герцогини и внука Елизаветы II

СНОБ
Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook Правила для чужих: почему растет вероятность блокировки YouTube и Facebook

Какое будущее ждет иностранные интернет-сервисы в России?

Forbes
Нейросеть научилась генерировать несколько миллиардов слов в день. И будет ещё больше Нейросеть научилась генерировать несколько миллиардов слов в день. И будет ещё больше

Нейросети создают тексты гораздо быстрее, чем люди

Популярная механика
Не только Шейха Моза: восточные красавицы, которые навсегда изменили мир Не только Шейха Моза: восточные красавицы, которые навсегда изменили мир

Восточные женщины, которые, вопреки всем предрассудкам, смогли изменить мир

Cosmopolitan
Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей

Дмитрий Давыдов уверен — успех якутского кино кроется в характере его создателей

Forbes
О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ

Как разгадать загадки своих снов?

Psychologies
9 способов сделать работу по дому более приятной 9 способов сделать работу по дому более приятной

Как научиться относиться к хозяйственным заботам без привычного раздражения

Psychologies
«Науку в России делают женщины». Трансплантолог о своей работе «Науку в России делают женщины». Трансплантолог о своей работе

Женщина-трансплантолог о науке, своей работе и биотехнологиях

СНОБ
Почему мы критикуем себя и как это прекратить Почему мы критикуем себя и как это прекратить

Как отключить голос внутреннего критика?

Psychologies
«Управление одним днем — самое сложное»: как гастропроект Матильды Шнуровой пережил пандемию «Управление одним днем — самое сложное»: как гастропроект Матильды Шнуровой пережил пандемию

Матильда Шнурова о гастрорынке Петербурга и о том, что помогает выйти из кризиса

Forbes
Работа мечты: как трезво оценить свой профессионализм и получить оффер Работа мечты: как трезво оценить свой профессионализм и получить оффер

Какие навыки нужны, если вы хотите успешно пройти собеседование

Forbes
Светлая сторона силы Светлая сторона силы

Елена Горенштейн оформила квартиру в светлой гамме

AD
«Совершенно никакой адвокат» «Совершенно никакой адвокат»

Владимир Ульянов был многообещающим адвокатом...

Дилетант
Новая искренность: почему заявление Байдена спровоцирует ковровую «бомбардировку Воронежа» Новая искренность: почему заявление Байдена спровоцирует ковровую «бомбардировку Воронежа»

Яростная борьба с мифическим западным влиянием станет главным оружием власти

Forbes
Весеннее обновление: как перекрасить стены, если вы никогда этого не делали, — 5 простых шагов Весеннее обновление: как перекрасить стены, если вы никогда этого не делали, — 5 простых шагов

Как самостоятельно перекрасить стены

Esquire
Музей и революция Музей и революция

1917 год кардинальным образом изменил жизнь российского государства

Дилетант
Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях Читаем по руке: как найти и объяснить знаки успеха на ладонях

Анализ линий и знаков на ладонях, отвечающих за карьерный успех

Cosmopolitan
«Испанка. История самой смертоносной пандемии» «Испанка. История самой смертоносной пандемии»

Как испанка распространялась в американских войсках

N+1
Пять самых древних пород собак Пять самых древних пород собак

Что могло пойти не так на пути от волка к шарпею и какие породы возникли первыми

Maxim
Почему «цифровые» поколения отказываются инвестировать в акции компаний-гигантов. 7 причин Почему «цифровые» поколения отказываются инвестировать в акции компаний-гигантов. 7 причин

Почему молодые предпочитают локальные стартапы глобальным компаниям?

СНОБ
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
Голодные нормы Голодные нормы

Как зимой 1930 коммунисты собирались принимать раскулаченных в Северном крае

Дилетант
«Быть озером»: как природа помогает нам сохранять душевное равновесие «Быть озером»: как природа помогает нам сохранять душевное равновесие

Как природа за окном помогает в терапевтическом процессе

Psychologies
10 секретов красоты француженок: бери на вооружение! 10 секретов красоты француженок: бери на вооружение!

Образ парижанки мы считаем образцом изысканности. Как им это удается?

Cosmopolitan
В любых долгосрочных отношениях есть эта сложная фаза. Как ее пережить? В любых долгосрочных отношениях есть эта сложная фаза. Как ее пережить?

Какой этап отношений дается партнерам сложнее всего?

Psychologies
Ловкость рук Ловкость рук

Заменит ли искусственный интеллект человеческий разум и ручной труд?

Grazia
Открыть в приложении