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
Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках Почему тебе постоянно хочется сладкого? Вся правда о брутальных сладкоежках

Когда даже табак для кальяна выбираешь со вкусом вишневого пирога

Playboy
Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!) Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!)

Почему биохакеры помешались на животной диете?

Cosmopolitan
IPS, OLED, QLED: Как не запутаться в типах матриц при покупке телевизора IPS, OLED, QLED: Как не запутаться в типах матриц при покупке телевизора

Чем отличаются популярные матрицы экранов телевизоров?

Популярная механика
Цельная натура Цельная натура

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

Psychologies
Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ Художница Нана Тотибадзе — о пирах из детства и героях своих работ

В работах Наны Тотибадзе звери проживают человеческие жизни

РБК
Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее

Подборка девайсов, которые можно преподнести в подарок маме не только на 8 Марта

Playboy
Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл

Ежегодный счет за охрану принца Гарри и Меган Маркл может достигать $2-3 млн

Forbes
Юбку дома забыла! Как и за какие наряды высмеивали москвичек XIX века Юбку дома забыла! Как и за какие наряды высмеивали москвичек XIX века

За какие платья рисовали карикатуры на наших прапрабабушек?

Cosmopolitan
8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам 8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам

Мифы о материнстве, которые не отражают реальность

9 месяцев
Под впечатлением Под впечатлением

Дерзкий индустриальный интерьер с аллюзиями на барокко

SALON-Interior
Дело рук Дело рук

Отвечаем на самые популярные вопросы об остеопатии и её пользе

Glamour
Речные ценности Речные ценности

Гид по Плесу — городу, в котором искали уединения художники

GQ
Первичный фосфор для первичной жизни Первичный фосфор для первичной жизни

Aосфор — один из важнейших химических элементов, из которых строятся организмы

Наука и жизнь
Мужчины толкали женщин в огонь: как на пожаре в Париже погибли 120 аристократок Мужчины толкали женщин в огонь: как на пожаре в Париже погибли 120 аристократок

Тринадцатый благотворительный базар в Париже стал роковым

Cosmopolitan
Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм? Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм?

Считается, что первые механические часы на Руси появились в 1404 году

Культура.РФ
«Работают с удовольствием, но денег не дают»: молодые героини Forbes Woman — о том, что им мешает строить бизнес «Работают с удовольствием, но денег не дают»: молодые героини Forbes Woman — о том, что им мешает строить бизнес

Каково быть предпринимательницей в России

Forbes
5 фактов, которые изменят твое восприятие времени 5 фактов, которые изменят твое восприятие времени

Парадоксы, которые помогут по-новому взглянуть на историю цивилизации

Maxim
Учите иностранный язык? Как понять, что методика вам подходит Учите иностранный язык? Как понять, что методика вам подходит

Почему коммуникативные методы изучения иностранных языков подходят не каждому?

Psychologies
Семейная терапия Семейная терапия

Одинокий подросток: опасности и поддержка

СНОБ
Правила жизни Артура Кларка Правила жизни Артура Кларка

Правила жизни писателя-фантаста Артура Кларка

Esquire
Невозможный двигатель EmDrive: в космос без топлива Невозможный двигатель EmDrive: в космос без топлива

Информация о невозможном двигателе, который должен быть вечным

Популярная механика
Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует

Зачем нужно так много мессенджеров

Популярная механика
Трагедия изумрудного острова Трагедия изумрудного острова

Население Ирландии сократилось почти на треть после голода в середине XIX века

Дилетант
Умная куртка получит электроэнергию от трения и пота Умная куртка получит электроэнергию от трения и пота

Электроэнергию можно получать непрерывно

N+1
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
В отцы годятся В отцы годятся

Известные мужчины о том, как им удается находить общий язык со своими детьми

GQ
Микродозы психоделиков и плацебо одинаково повлияли на психическое и когнитивное состояние людей Микродозы психоделиков и плацебо одинаково повлияли на психическое и когнитивное состояние людей

Субъективное улучшение - это эффект плацебо, а не результат действия препарата

N+1
8 женских романов, которые ты прочтешь на одном дыхании 8 женских романов, которые ты прочтешь на одном дыхании

Восемь книг, которые должны тебе понравиться

Cosmopolitan
Психопат и полицейский в детсаду: любимые роли Деппа, Монро и других звезд Психопат и полицейский в детсаду: любимые роли Деппа, Монро и других звезд

Любимые роли актеров: о них вы, возможно, даже не слышали

Cosmopolitan
Открыть в приложении