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

Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

kiozk originals
29 первых разов в жизни мужчины 29 первых разов в жизни мужчины

Мужская жизнь в цифрах, датах и прочей ерунде

Maxim
Застенчивая невинная девушка: как принцесса Диана повлияла на знаменитых женщин Застенчивая невинная девушка: как принцесса Диана повлияла на знаменитых женщин

Мать Уильяма и Гарри вошла в историю как законодательница трендов

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

Как отключить голос внутреннего критика?

Psychologies
Доказательство от спортивного Доказательство от спортивного

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

Tatler
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
Пьер Лутрель. Смерть — это красиво Пьер Лутрель. Смерть — это красиво

Как жил, убивал и был убит один из самых ярких и жестоких авантюристов Франции

4x4 Club
Трогательно до слез! Фильмы, в которых  любовь оказалась сильнее смерти Трогательно до слез! Фильмы, в которых  любовь оказалась сильнее смерти

Подборка фильмов, где любовь творит чудеса

Cosmopolitan
Сотни миллионов продаж и место в списке лучших вещей в мире: почему книжный шкаф «Билли» от IKEA стал популярным Сотни миллионов продаж и место в списке лучших вещей в мире: почему книжный шкаф «Билли» от IKEA стал популярным

Почему шкаф «Билли» от IKEA стал популярным

VC.RU
Скульптурные торсы в деле: в Пушкинском сняли блокбастер с Дианой Вишневой Скульптурные торсы в деле: в Пушкинском сняли блокбастер с Дианой Вишневой

«Слепок» — фильм-балет, снятый в залах ГМИИ имени Пушкина

Forbes
Писатель Григорий Служитель — об одиночестве и домашних посиделках Писатель Григорий Служитель — об одиночестве и домашних посиделках

Какое оно, одиночество нашего времени, и что мы можем ему противопоставить

РБК
5 причин пересмотреть «50 оттенков серого» 5 причин пересмотреть «50 оттенков серого»

Пора вновь заглянуть в тайную комнату мистера Грея!

Cosmopolitan
Правила жизни Чака Норриса Правила жизни Чака Норриса

Актер, Лос-Анджелес, 81 год

Esquire
Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах

Протестная инициатива индийских женщин — флешмоб #RippedJeansTwitter

Psychologies
Физика будущего: CERN разрабатывает ловушку для антиматерии Физика будущего: CERN разрабатывает ловушку для антиматерии

ЦЕРН работает над способами хранения и транспортировки антивещества

Популярная механика
«Все мое поколение осталось там и никуда не вырвалось» «Все мое поколение осталось там и никуда не вырвалось»

Анастасия Пальчикова о своем фильме «Маша», розовых очках и девяностых

Weekend
Золотая жила: зачем сооснователь Reddit запустил платформу для торговли спортивными карточками Золотая жила: зачем сооснователь Reddit запустил платформу для торговли спортивными карточками

Alt может стать золотой жилой в мире коллекционных объектов

Forbes
Источник силы Источник силы

Иногда случаются ситуации, когда все настолько скверно, что не знаешь, как быть

Лиза
6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет 6 продуктов, срок годности которых никогда не истечет

Список еды, которую ты можешь завещать своим внукам, если совсем их не любишь

Maxim
Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу Как перестать бояться и полюбить визиты к урологу

Объясняем, как не бояться визита в кабинет уролога и следить за своим здоровьем

Maxim
5 историй из жизни Галины Улановой 5 историй из жизни Галины Улановой

Истории из жизни Галины Улановой, свидетелями которых были личные вещи балерины

Культура.РФ
Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам

Две трети убитых женщин в 2018 году были жертвами домашнего насилия

Cosmopolitan
Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия? Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия?

Самые красивые и дорогие ювелирные изделия, которые хранит российская монархия

Cosmopolitan
Катя Валера Катя Валера

Организаторка фестиваля «Не виновата» и вокалистка фем-панк группы «Лоно»

Собака.ru
С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами С ней шутки плохи: почему ураганы принято называть женскими именами

Почему разрушительным ураганам ученые присваивают женские имена

Популярная механика
«Кричат и выгоняют»: почему нельзя осуждать за публичное кормление грудью «Кричат и выгоняют»: почему нельзя осуждать за публичное кормление грудью

Публичное кормление грудью — постоянный предмет дискуссии

Cosmopolitan
Отказ отказу рознь: каким бывает наше «нет» Отказ отказу рознь: каким бывает наше «нет»

Что мы имеем в виду, когда говорим «нет»?

Psychologies
Почему человечество погубят удовольствия. Эссе Олдоса Хаксли Почему человечество погубят удовольствия. Эссе Олдоса Хаксли

Олдос Хаксли: опасность, которая по-настоящему угрожает людям, исходит изнутри

Esquire
Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания

В волокнах Пазырыкского ковра ученые обнаружили следы обработки ферментацией

N+1
Американцы создали универсальную станцию замены аккумуляторов электромобилей Американцы создали универсальную станцию замены аккумуляторов электромобилей

Ample разработала систему зарядки, совместимую с разными электромобилями

N+1
Открыть в приложении