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

Все хреново Все хреново

Книга о надежде

kiozk originals
«Мы вложили в проект €5,5 млн»: как бизнесмен Андрей Щербинин открыл миру «русского Моне» «Мы вложили в проект €5,5 млн»: как бизнесмен Андрей Щербинин открыл миру «русского Моне»

Андрей Щербинин — о выставке забытого художника Константина Кузнецова

Forbes
Цельная натура Цельная натура

Обычно мы понимаем, что пришло время перемен, когда не получаем, чего хотим

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
Мужская крепость Мужская крепость

Брутальный мужской интерьер для холостяка

SALON-Interior
Феминизм здорового человека Феминизм здорового человека

Как живет под властью женщин крепкая семья с Пречистенки

Tatler
Хотите получше узнать своих родителей? Задайте им эти 15 вопросов Хотите получше узнать своих родителей? Задайте им эти 15 вопросов

Как выстроить более теплое и душевое общение с родителями?

Psychologies
Топ сериалов Нетфликс по версии Playboy: 15 шоу, от которых невозможно оторваться Топ сериалов Нетфликс по версии Playboy: 15 шоу, от которых невозможно оторваться

Сериалы Нетфликс — от комедий до исторических драм

Playboy
4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда 4 вида эпиляции, которые избавят от волос навсегда

Можно ли сделать кожу идеально гладкой на всю жизнь и стоит ли игра свеч?

Cosmopolitan
Втягивание глаз и стягивание кожи вокруг них помогло рыбам фугу моргнуть Втягивание глаз и стягивание кожи вокруг них помогло рыбам фугу моргнуть

Ранее механизм закрывания глаз у рыб фугу был неизвестен

N+1
Не наши методы Не наши методы

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

Лиза
B-мезон предпочел распадаться на электроны вместо мюонов B-мезон предпочел распадаться на электроны вместо мюонов

Нарушен принцип универсальности ароматов лептонов

N+1
Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям

Российская полиция успешно пропиарила оппозиционный Форум муниципальных депутато

СНОБ
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
Искалеченное детство: Ходченкова, Чехова и другие звезды, которые не любят отцов Искалеченное детство: Ходченкова, Чехова и другие звезды, которые не любят отцов

Многие российские знаменитости выросли в неполных семьях без отцовской любви

Cosmopolitan
В каких продуктах содержится белок? В каких продуктах содержится белок?

Если «здоровый образ жизни» и «сбалансированное питание» для тебя не пустой звук

Maxim
Новые космические бизнесы: Олег Мансуров Новые космические бизнесы: Олег Мансуров

Я работаю „в космосе“, потому что это может принести пользу для всего мира

Esquire
Ковровая дорожка в искусство Ковровая дорожка в искусство

Анна Толстова о «Зазеркалье Павла Леонова»

Weekend
Facebook показал революционный интерфейс для виртуальной реальности Facebook показал революционный интерфейс для виртуальной реальности

Facebook Reality Labs сделали интерфейс для VR, основанный на электромиографии

Популярная механика
Не только «Мулен Руж»: почему понадобилось больше века, чтобы культура кабаре прижилась в России Не только «Мулен Руж»: почему понадобилось больше века, чтобы культура кабаре прижилась в России

Как кабаре пытались закрепиться в России?

Esquire
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
Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки Ничего не покупай и выгляди роскошно: лучшие проверенные лайфхаки

Поверь, у тебя есть все необходимое для решения beauty-проблем!

Cosmopolitan
Графен — источник бесконечной энергии: революция в энергетике Графен — источник бесконечной энергии: революция в энергетике

Графен может вырабатывать энергию с помощью окружающей среды

Популярная механика
В молекулярном облаке Тельца обнаружили цианонафталины В молекулярном облаке Тельца обнаружили цианонафталины

Ученые нашли полициклические ароматические углеводороды в молекулярном облаке

N+1
«Сегодня на iPhone снимают даже обложки TIME»: фотограф Константин Чалабов о первых онлайн-съемках «Сегодня на iPhone снимают даже обложки TIME»: фотограф Константин Чалабов о первых онлайн-съемках

Фотограф Константин Чалабов о соединении творческого и технологического

Esquire
«Кибиточное состояние»: Гузель Яхина — о советском человеке, медиа-скандалах и тяжелых компромиссах «Кибиточное состояние»: Гузель Яхина — о советском человеке, медиа-скандалах и тяжелых компромиссах

Гузель Яхина — роман о голоде, от которого читатель получит удовольствие

Forbes
Евгений Викентьев: «Чтобы быть критиком, нужно очень хорошо разбираться в продукте» Евгений Викентьев: «Чтобы быть критиком, нужно очень хорошо разбираться в продукте»

Шеф-повар Евгений Викентьев — о мамкиных критиках и любимых блюдах

GQ
Продукты, которые не едят диетологи Продукты, которые не едят диетологи

Что не едят специалисты по здоровому питанию и почему?

Cosmopolitan
Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках

Объясняем на примере сериалов и фильмов, почему «сама виновата» — полная чушь

Cosmopolitan
Бюрократия должна умереть. Зачем ворошить муравейник и возвращать бизнесу человечность Бюрократия должна умереть. Зачем ворошить муравейник и возвращать бизнесу человечность

Как уйти от душной бюрократии и бесчеловечной иерархичности в больших компаниях

Inc.
Открыть в приложении