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

10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Минута релакса: 11 легких способов уменьшить напряжение в шее и плечах, вызванное стрессом Минута релакса: 11 легких способов уменьшить напряжение в шее и плечах, вызванное стрессом

Пора немного размяться

Playboy
10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания 10 самых уродливых животных, находящихся на грани вымирания

Эти странные животные находятся на грани вымирания и ждут помощи от человека

Популярная механика
Правила жизни Сергея Михалкова Правила жизни Сергея Михалкова

Правила жизни советского писателя, поэта и драматурга Сергея Михалкова

Esquire
Малайские ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах подземных растений Малайские ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах подземных растений

На Малайском полуострове открыли новый вид подземных растений

N+1
Не кочегарки и не плотницы: как женщины осваивают запрещенные раньше в России профессии Не кочегарки и не плотницы: как женщины осваивают запрещенные раньше в России профессии

Список запрещенных для женщин профессий устарел

Forbes
«Скопинский маньяк изнасиловал меня 900 раз»: жертва Мохова о его преступлениях «Скопинский маньяк изнасиловал меня 900 раз»: жертва Мохова о его преступлениях

Жертва Виктора Мохова рассказала, что думает о наказании для насильника

Cosmopolitan
Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку Постлюбовная реабилитация: как забыть не отвечающую взаимностью девушку

Прочти, прежде чем броситься с моста под поезд из-за невзаимной любви

Maxim
«Люди людей еши» «Люди людей еши»

Неурожайные года и голод на Руси

Дилетант
Интуитивное питание: сможешь ли ты есть что и сколько хочешь и худеть? Интуитивное питание: сможешь ли ты есть что и сколько хочешь и худеть?

Интуитивное питание, появившись, привлекло к себе внимание и наделало шума

Cosmopolitan
Комбайн с искусственным интеллектом и экзоскелеты: как женщины создают роботов в России Комбайн с искусственным интеллектом и экзоскелеты: как женщины создают роботов в России

Женщины из России рассказали, как придумывают экзоскелеты и комбайны

Forbes
Интересные факты о Меган Маркл: какой своей роли стыдится и при чем тут Меркель Интересные факты о Меган Маркл: какой своей роли стыдится и при чем тут Меркель

Малоизвестные факты о супруге принца Гарри Меган Маркл

Cosmopolitan
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
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
Вот была бы дисциплина... Вот была бы дисциплина...

Как и зачем воспитывать дисциплину у детей?

Домашний Очаг
Одна вокруг света: морские слоны, пожары и генеральские секвойи Одна вокруг света: морские слоны, пожары и генеральские секвойи

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

Forbes
Соседи по винограднику Соседи по винограднику

Винные деревни Бароло и Барбареско

Вокруг света
Кодекс Вселенной Кодекс Вселенной

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

Вокруг света
Бросила жениха и отстояла маленькую грудь: удивительные факты о Кире Найтли Бросила жениха и отстояла маленькую грудь: удивительные факты о Кире Найтли

Кира Найтли стала иконой стиля и прославилась дерзким характером

Cosmopolitan
Встречалась с русским принцем и не только: как Коко Шанель связана с Россией Встречалась с русским принцем и не только: как Коко Шанель связана с Россией

Россия сыграла немаловажную роль в жизни легендарной Коко Шанель

Cosmopolitan
Пелена на глазах: бывают ли отношения без ревности Пелена на глазах: бывают ли отношения без ревности

Словно тень, ревность кажется неотъемлемой частью интимной связи

СНОБ
Василий Бархатов: «Московская публика – злее» Василий Бархатов: «Московская публика – злее»

Василий Бархатов и Павел Пригара – о выставках, зомби и Яне Фабре

GQ
Сломанная шея и порез артерии: жуткие трагедии на спортивных соревнованиях Сломанная шея и порез артерии: жуткие трагедии на спортивных соревнованиях

Трагедии, которые случились с этими спортсменами, по-настоящему шокировали

Cosmopolitan
Как убрать рекламу в Яндекс браузере: 4 способа Как убрать рекламу в Яндекс браузере: 4 способа

Рассказываем, как убрать рекламу в браузере Яндекс навсегда

CHIP
10 гипотетических перемен в Солнечной системе 10 гипотетических перемен в Солнечной системе

Что если бы наша система выглядела совсем иначе?

Популярная механика
Еще 5 популярных исторических заблуждений, в которые все до сих пор верят Еще 5 популярных исторических заблуждений, в которые все до сих пор верят

300 спартанцев, двоечник Эйнштейн и другие выдумки

Maxim
Факты о фильмах «Люди в черном», которые не стереть из памяти Факты о фильмах «Люди в черном», которые не стереть из памяти

«Люди в Чёрном» — первый комикс Marvel, экранизацию которого полюбили в России

Maxim
Facebook, ответьте: Почему Instagram на Android до сих пор сильно сжимает качество фото Facebook, ответьте: Почему Instagram на Android до сих пор сильно сжимает качество фото

Почему Instagram не решил проблему низкого качества публикуемых фото на Android

Популярная механика
Простуда или поллиноз? Простуда или поллиноз?

Как отличить весеннюю аллергию на цветущие растения от обычной простуды?

Лиза
Как удалять «неудаляемые» приложения на телефонах с Android Как удалять «неудаляемые» приложения на телефонах с Android

Инструкция по удалению ненужных приложений на Android

VC.RU
Открыть в приложении