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

Лучшие фильмы, снятые по Стивену Кингу Лучшие фильмы, снятые по Стивену Кингу

Фильмы, снятые по Стивену Кингу: вдруг вам не хочется смотреть «Доктор сон»

GQ
7 привычек по-настоящему интересных людей 7 привычек по-настоящему интересных людей

Привычки, которые отличают действительно интересных собеседников

Psychologies
Hyundai Palisade. Запоздалая премьера Hyundai Palisade. Запоздалая премьера

Тест-драйв Hyundai Palisade

4x4 Club
Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве» Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве»

Миллиардер Петр Авен планирует открыть частный музей в центре Риги

Forbes
Почему смартфоны разряжаются на морозе, и что с этим делать Почему смартфоны разряжаются на морозе, и что с этим делать

Почему смартфоны могут перестать работать при минусовых температурах?

Популярная механика
16 советов тем, кто пригласил девушку к себе и надеется на секс 16 советов тем, кто пригласил девушку к себе и надеется на секс

Список рекомендаций для тех, кто собрался пригласить к себе в гости женщину

Maxim
5 ошеломляющих фотографий смерти 5 ошеломляющих фотографий смерти

Тот редкий случай, когда смерть завораживает

Maxim
Филолог, психиатр и музыкальные критики — о новом альбоме Земфиры Филолог, психиатр и музыкальные критики — о новом альбоме Земфиры

Каким получился новый альбом Земфиры «бордерлайн»?

РБК
10 самых плохих фильмов мира 10 самых плохих фильмов мира

Антитоп-10, или в переводе на русский — Дно-10: самые худшие фильмы на свете

Maxim
Дело рук Дело рук

Отвечаем на самые популярные вопросы об остеопатии и её пользе

Glamour
Со всем трепетом Со всем трепетом

Рассказываем, как ухаживать за волосами, — чтобы хорошо было и вам, и природе

Glamour
Кухня на продаже: как сервис доставки еды из Петербурга резко вырос и едва не обанкротился Кухня на продаже: как сервис доставки еды из Петербурга резко вырос и едва не обанкротился

Как стартап по доставке еды «Готово» столкнулся с внезапным кризисом

Forbes
Как у человека появился еще один орган и почему мы о нем не знали Как у человека появился еще один орган и почему мы о нем не знали

Учебники анатомии придется переписывать

Популярная механика
Численность редких мексиканских волков в США удвоилась за пять лет Численность редких мексиканских волков в США удвоилась за пять лет

Специалисты насчитали 186 диких мексиканских волков

N+1
Все должно случиться Все должно случиться

Глеб Пускепалис впервые вышел на сцену в 1 год и с тех пор оттуда не уходит

OK!
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
Дома поговорим: как Букингемский дворец спустил на тормоза конфликт с Меган и Гарри Дома поговорим: как Букингемский дворец спустил на тормоза конфликт с Меган и Гарри

Как отнеслись к откровениям Меган Маркл и Гарри в королевстве?

Forbes
Одна вокруг света: от тропических лесов до лавандовой столицы Северной Америки Одна вокруг света: от тропических лесов до лавандовой столицы Северной Америки

110 серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
9 блюд, которые нельзя заказывать в ресторанах, по мнению шеф-поваров 9 блюд, которые нельзя заказывать в ресторанах, по мнению шеф-поваров

На что не стоит тратить деньги и желудочный сок

Maxim
Специалист по смерти Специалист по смерти

Может быть, перед вами будущий ученый с мировым именем?

СНОБ
Под впечатлением Под впечатлением

Дерзкий индустриальный интерьер с аллюзиями на барокко

SALON-Interior
Вся правда о Вся правда о

Кто задумывается о том, какой ценой достигается идеальное тело?

Cosmopolitan
Правила жизни Александра Вертинского Правила жизни Александра Вертинского

Поэт и певец, умер 21 мая 1957 года в возрасте 68 лет в Ленинграде

Esquire
История одной песни: Modern Talking — «You’re My Heart, You’re My Soul» История одной песни: Modern Talking — «You’re My Heart, You’re My Soul»

В муках ли рождался первый хит Modern Talking и как к нему пришли Дитер и Томас

Maxim
Энциклопедия стиля Михаила Горбачева Энциклопедия стиля Михаила Горбачева

Как идеи перестройки и вкусы одной женщины повлияли на стиль президента СССР

GQ
10 идей, как наладить сексуальную жизнь на расстоянии 10 идей, как наладить сексуальную жизнь на расстоянии

Можно ли заниматься любовью с партнером, когда вы далеко друг от друга?

Psychologies
Владимир Царенко Владимир Царенко

Основатель киножурнала «Петротрэшъ» и сценарист фильма Петра Буслова «БУМЕРанг»

Собака.ru
Не наши методы Не наши методы

Методики воспитания из других стран могут не только не подойти, но и навредить

Лиза
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
Как перестать комплексовать по поводу и без: 9 проверенных способов Как перестать комплексовать по поводу и без: 9 проверенных способов

С комплексами можно и нужно бороться

Playboy
Открыть в приложении