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

Самый богатый человек в Вавилоне Самый богатый человек в Вавилоне

Пересмотрено и адаптировано для XIX века

kiozk originals
Они не те, кем кажутся Они не те, кем кажутся

Виртуальные модели – явление уже не новое

Лиза
Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться

Как распознать невралгию

Cosmopolitan
Предупреждение для игроков: о чем говорит крах фонда Archegos Capital Предупреждение для игроков: о чем говорит крах фонда Archegos Capital

Триггером краха на рынке может стать любая плохая новость

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
Сама себе враг: как мизогиния в женской среде мешает карьере не меньше гендерной дискриминации Сама себе враг: как мизогиния в женской среде мешает карьере не меньше гендерной дискриминации

Что делает конкуренцию между женщинами токсичной

Forbes
Заменит ли витамин Е и другие капсулы из аптеки дорогой уход? Мнение экспертов Заменит ли витамин Е и другие капсулы из аптеки дорогой уход? Мнение экспертов

Работают ли витамины из аптеки в качестве ухода для лица?

Cosmopolitan
Хотела стать «крутой», как Apple и Nike, но провалилась: почему Amazon не преуспела в дизайне Хотела стать «крутой», как Apple и Nike, но провалилась: почему Amazon не преуспела в дизайне

Что известно о подходе основателя Amazon Джеффа Безоса к дизайну

VC.RU
Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету

Почему возникает диабет 2-го типа?

Cosmopolitan
15 знаменитых фильмов, запрещенных в самых неожиданных странах 15 знаменитых фильмов, запрещенных в самых неожиданных странах

Китайцам чем-то не угодил фильм «Назад в будущее»

Maxim
6 вещей, которые нельзя хранить в кошельке 6 вещей, которые нельзя хранить в кошельке

Все они хоть раз побывали в твоем бумажнике. А зря!

Maxim
Телескоп TESS нашел более двух тысяч экзопланет за два года Телескоп TESS нашел более двух тысяч экзопланет за два года

Астрономы подвели итоги основной научной программы обсерватории

N+1
Технология ABS: как не забуксовать в продажах Технология ABS: как не забуксовать в продажах

Что такое account-based selling и как этот инструмент помогает в продажах

Forbes
Топ-10 самых ядовитых животных на нашей планете Топ-10 самых ядовитых животных на нашей планете

Животные, которые могут убивать лишь одним укусом

Популярная механика
Хранилище генов миллионов биологических видов в недрах Луны: самый амбициозный проект будущего Хранилище генов миллионов биологических видов в недрах Луны: самый амбициозный проект будущего

Лунный ковчег — колоссальное хранилище биологических видов Земли

Популярная механика
Как укротить ревнивую девушку Как укротить ревнивую девушку

Некоторые факты о ревности с моралью в конце

Maxim
Можно ли исправить абьюзера? Можно ли исправить абьюзера?

Можно ли изменить «токсичных» людей?

Psychologies
Штраф за щедрость Штраф за щедрость

Кто самый богатый бизнесмен в мире с учетом трат на благотворительность

Forbes
5 малоизвестных фактов о психологии бесплодия 5 малоизвестных фактов о психологии бесплодия

Почему после наступления долгожданной беременности пары нередко распадаются?

Psychologies
С плеча и по плечу С плеча и по плечу

Как перепродажа вещей стала называться модным словом «ресейл»

Vogue
Его величество кабан: 8 фактов о самом знаменитом «Мерседесе» Его величество кабан: 8 фактов о самом знаменитом «Мерседесе»

Самый совершенный автомобиль мира, который не оправдал надежд

Maxim
Как понять язык кота: Краткий человеко-кошачий словарь Как понять язык кота: Краткий человеко-кошачий словарь

Научись понимать своего кота с полумяу!

Maxim
Пляшущие человечки Пляшущие человечки

Как танцевальные движения придают тебе ловкости и укрепляют организм?

Playboy
«Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами «Вам об этом не рассказывали при покупке». Как автомобили следят за нами

Какую информацию ваш автомобиль передает производителям и государству?

РБК
Как принять себя и полюбить: руководство по заботе о классном парне по имени «ты» Как принять себя и полюбить: руководство по заботе о классном парне по имени «ты»

Чем вредно отсутствие любви к себе?

Playboy
Новозеландцы обманули хорьков и кошек птичьим запахом и защитили редких куликов Новозеландцы обманули хорьков и кошек птичьим запахом и защитили редких куликов

Простой трюк позволил повысить выживаемость кладок в 1,7 раза

N+1
Письмо позднего отца, или Как возглавить детский поход в виртуальность Письмо позднего отца, или Как возглавить детский поход в виртуальность

Не надо жаловаться на то, что дети проводят свободное время в виртуальном мире

СНОБ
Неожиданный дуэт Неожиданный дуэт

Интервью Мари Краймбрери с Константином Хабенским

OK!
10 лайфхаков, которые помогут сэкономить на покупках в Интернете 10 лайфхаков, которые помогут сэкономить на покупках в Интернете

Наши советы научат тебя покупать ненужную фигню в Интернете значительно дешевле!

Maxim
Любовь, море, восток: 10 прекраснейших турецких сериалов Любовь, море, восток: 10 прекраснейших турецких сериалов

Топ лучших турецких сериалов

Cosmopolitan
Открыть в приложении