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

Эпиляция хлебом по-древнерусски и другие старинные мужские способы борьбы с растительностью на лице Эпиляция хлебом по-древнерусски и другие старинные мужские способы борьбы с растительностью на лице

Как люди брились до изобретения одноразовых станков?

Maxim
Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ! Метаболическая диета: ускоряем обмен веществ!

Специальную диету, которая поможет тебе нормализовать метаболизм

Cosmopolitan
Хватит бояться: 6 способов справиться с панической атакой Хватит бояться: 6 способов справиться с панической атакой

Сильная тревога, учащенное сердцебиение – это признаки панической атаки

Cosmopolitan
Гатлинг-ган — пулемет, который не был пулеметом Гатлинг-ган — пулемет, который не был пулеметом

История оружия, которое сегодня все знают под именем «Гатлинг-ган»

Maxim
Правило «один раз в неделю»: как превратить новые отношения в настоящую любовь Правило «один раз в неделю»: как превратить новые отношения в настоящую любовь

Хотите никогда не разлучаться? Тогда поменьше встречайтесь

Cosmopolitan
Спасибо, получила! Спасибо, получила!

Мы много слышали о волшебных оргазмах. Теперь пришло время их испытывать!

Cosmopolitan
Как эмиратские женщины запускают спутники и готовятся лететь в космос Как эмиратские женщины запускают спутники и готовятся лететь в космос

Зачем Арабским Эмиратам космическая программа и какую роль в ней играют женщины

Forbes
Как определить тип фигуры и правильно подобрать одежду Как определить тип фигуры и правильно подобрать одежду

Разбираемся в основных пяти типах фигуры

Cosmopolitan
Будь меркантильной: 9 проявлений его жадности, которые нельзя прощать Будь меркантильной: 9 проявлений его жадности, которые нельзя прощать

Проявления мужской жадности, которые прощать никак нельзя

Cosmopolitan
Редкий кадр: 7 женщин-режиссеров в истории «Оскара» Редкий кадр: 7 женщин-режиссеров в истории «Оскара»

За историю «Оскара» на статуэтку претендовали всего семь женщин-режиссеров

Forbes
Ловкость рук Ловкость рук

Заменит ли искусственный интеллект человеческий разум и ручной труд?

Grazia
Как выглядят и чем занимаются дочери Гузеевой, Стриженовой и других телезвезд Как выглядят и чем занимаются дочери Гузеевой, Стриженовой и других телезвезд

Эти звездные наследницы стремятся показать себя самостоятельными личностями

Cosmopolitan
Как обмануть возраст? Российские звезды 50+ раскрыли секреты красоты и молодости Как обмануть возраст? Российские звезды 50+ раскрыли секреты красоты и молодости

Валерия, Алла Пугачева и другие звезды рассказали о своих бьюти-уловках

Cosmopolitan
Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации Как взять интервью и разговорить человека: 11 шагов для получения любой информации

Как брать интервью и от чего зависит успешный исход беседы?

Playboy
Роман Должанский: Одоевское трехлучье Роман Должанский: Одоевское трехлучье

Новые главы из будущей книги Романа Должанского о путешествиях по России

СНОБ
Эти забавные халявщики: 15 животных, которые сделали ставку на человека и не прогадали Эти забавные халявщики: 15 животных, которые сделали ставку на человека и не прогадали

Многие животные вовсе не хотят жить на свободе в дикой природе

Maxim
История одного эксперимента: как прожить целый месяц вообще без мусора История одного эксперимента: как прожить целый месяц вообще без мусора

Как прожить месяц, полностью отказавшись от отходов

Forbes
Ешь бананы, шоколад и чеснок: 7 способов снизить давление без лекарств Ешь бананы, шоколад и чеснок: 7 способов снизить давление без лекарств

Повышенное давление вовсе не безобидно

Cosmopolitan
Повторил судьбу Theranos: финтех-стартап Greensill Capital шёл к IPO на $7 млрд, но закрылся после скандалов с кредитами Повторил судьбу Theranos: финтех-стартап Greensill Capital шёл к IPO на $7 млрд, но закрылся после скандалов с кредитами

Сын фермеров хотел помочь малому бизнесу и придумал схему с «продажей» кредитов

VC.RU
По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом По утрам, надев трусы... Как не наломать ног, занимаясь бегом

Занятия бегом практически ничего не стоят, но как бегать правильно?

Maxim
Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая? Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая?

Почему Кольскую сверхглубокую прозвали колодцем в ад?

Cosmopolitan
Как отключить Яндекс Плюс на смартфоне и компьютере Как отключить Яндекс Плюс на смартфоне и компьютере

Как отключить подписку Яндекс Плюс и отказаться от ее продления

CHIP
Одышка и несварение: 7 признаков рака яичников, которые не принимают всерьез Одышка и несварение: 7 признаков рака яичников, которые не принимают всерьез

Рак яичников часто протекает незаметно

Cosmopolitan
10 самых остроумных и жестоких наказаний для игровых пиратов 10 самых остроумных и жестоких наказаний для игровых пиратов

Видеоигровая индустрия почти всегда страдала от пиратства

Популярная механика
Пять скандальных российских памятников и что с ними в итоге стало Пять скандальных российских памятников и что с ними в итоге стало

Памятники, установленные с большим скандалом

Maxim
Дипфейки и нейросети: как могут быть использованы голосовые данные из Clubhouse Дипфейки и нейросети: как могут быть использованы голосовые данные из Clubhouse

Что можно сделать с голосовыми данными из соцсетей и кому они нужны?

Forbes
OMAD-диета OMAD-диета

OMAD – одна из самых популярных на западе диет

Худеем правильно
Импорт биотического опыления связали с утратой биоразнообразия Импорт биотического опыления связали с утратой биоразнообразия

Бразильские ученые предложили концепцию виртуального опыления

N+1
История любви: зачем Россия возвращается на Венеру История любви: зачем Россия возвращается на Венеру

Этот проект может стать самой сложной межпланетной миссией за всю историю

Forbes
Специалисты с синдромом самозванца работают лучше, чем уверенные в себе, показало исследование Специалисты с синдромом самозванца работают лучше, чем уверенные в себе, показало исследование

Синдром самозванца никак не влияет на производительность труда специалистов

Inc.
Открыть в приложении