483.87
+0.05
519.53
-2.51
8.59
+0.1
+15
Погода в Ереване
Рус
Ученые создали дисплей из "биопикселей"-колоний кишечной палочки
09:14
19 Декабря 2011

ЕРЕВАН, 19 дек - Новости-Армения. Американские биотехнологи создали устройство из пяти тысяч колоний кишечной палочки, играющих роль самостоятельных "пикселей" в своеобразном жидкокристаллическом дисплее, который они приспособили для отображения концентрации мышьяка в окружающей среде и представили миру в статье, опубликованной в журнале Nature.

За последнее десятилетие многие биотехнологи и инженеры пытаются заменить или хотя бы воспроизвести кремниевые компоненты электроники их биологическими аналогами. Так, в октябре 2011 года британские и французские биологи превратили кишечную палочку в вычислительное устройство, складывающее поступающие химические сигналы и выдающее результат в виде другого вещества, передает РИА Новости.

Джефф Хасти (Jeff Hasty) из университета штата Калифорния в городе Сан-Диего (США) и его коллеги создали еще один аналог современного электронного устройства, представляющий собой нечто среднее между жидкокристаллическим дисплеем и химическим датчиком.

ЦИФРОВАЯ КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА
Исследователи изготовили небольшую емкость из пяти тысяч микроскопических ячеек, отделенных друг от друга полупроницаемой мембраной. В эти лунки ученые поместили колонии кишечной палочки (Escherichia coli), в геном которых была встроена двухуровневая система обмена сигналами.
Ее первый компонент - система быстрого обмена сигналов, основана на так называемом "чувстве форума" бактерий. Как отмечается в статье, бациллы умеют заблаговременно предупреждать своих "товарищей" по колонии о перенаселении, химической опасности или о других важных событиях при помощи специальных сигнальных молекул.

Биотехнологи модифицировали этот механизм таким образом, что кишечная палочка начала выделять флуоресцирующие вещества при поступлении сигнала с "форума".

Затем Хасти и его коллеги ликвидировали один из главных недостатков такой формы обмена сигналами - небольшой радиус действия. Они добавили в геном кишечной палочки вторую часть сигнальной системы - ген NDH-2. Этот фрагмент ДНК обучает бактерию синтезировать молекулы пероксида водорода и выделять их в окружающую среду в виде пара.

В природных условиях бактерии избегают молекул перекиси и обладают соответствующими "форумными" механизмами, оповещающими колонию об угрозе.

БАКТЕРИАЛЬНЫЙ СТРОБОСКОП
Ученые модифицировали этот механизм, заставив бактерию использовать пероксид в качестве сигнала для "общения" между разными колониями микробов. Как поясняется в статье, пары пероксида свободно проникают через мембрану и попадают в соседние "пиксели". Там они считываются одной или несколькими бациллами, которые выпускают порцию сигнальных молекул для запуска "чувства форума".

Бактерии выделяют молекулы перекиси не постоянно, а через некоторые промежутки времени, благодаря чему "пиксели" устройства периодически гасли и загорались. Таким образом, дисплей из 5 тысяч бактериальных пикселей превратился в биологическое подобие генератора тактовой частоты - ключевого компонента большинства электронных устройств.

Затем биотехнологи попытались приспособить это устройство для практических целей, превратив его в прибор для обнаружения соединений мышьяка - арсенитов. Ученые добавили в геном своих подопечных еще один ген, который включает мерцание или усиливает его частоту при присутствии мышьяка в окружающей среде.

Иными словами, такой дисплей или начинал мерцать сильнее, или просто "включался" при наличии арсенитов. Ученые считают, что их изобретение поможет разработать мобильное устройство, которое будет считывать концентрацию опасных химических веществ при помощи био-дисплея.-0-

Loading...
Материалы по теме

Другие материалы раздела
19:35
27 Марта 2017
Ученые обнаружили самое холодное место во Вселенной
К своим выводам астрономы пришли, проанализировав данные ALMA
17:44
26 Марта 2017
Создатель интернета разочаровался в человечестве и пытается все исправить
Сэр Тим Бернерс-Ли, 28 лет назад скромно предложивший создать интернет, опубликовал открытое письмо, в котором назвал три главные проблемы современных пользователей.
16:31
26 Марта 2017
Ученые нашли молодых предшественников Млечного Пути
Астрофизики из США, Индии и Великобритании обнаружили молодые аналоги Млечного Пути.
12:31
26 Марта 2017
Метеорологи признали существование "зловещих" облаков (ВИДЕО)
Всемирная метеорологическая организация официально признала облака undulatus asperitas. Их занесут в Международный облачный атлас.
12:21
23 Марта 2017
Прошлый год был самым жарким за всю историю наблюдений - ООН
В прошлом году средняя температура воздуха по планете была на 1,1 градуса по Цельсию выше по сравнению с доиндустриальным периодом, говорится в новом докладе ООН, опубликованном накануне Всемирного метеорологического дня, сообщает FINMARKET.RU.
11:27
22 Марта 2017
Геофизики предрекли столкновение Земли с Марсом
Геофизик Стивен Мейерс из Висконсинского университета в Мадисоне (США) допустил столкновение Земли и Марса
09:41
22 Марта 2017
В США начала распространяться смертельная грибковая инфекция
Впервые Candida auris был выявлен в 2009 году в Японии
13:03
21 Марта 2017
Лучшие снимки Марса легли в основу видео о Красной планете
Финский фотограф Ян Фройдман преобразовал марсианские снимки в видео о Красной планете.
10:03
21 Марта 2017
Медики назвали главную опасность коктейля из алкоголя и энергетиков
Канадские медики назвали главную опасность от употребления коктейлей, состоящих из алкоголя и энергетических напитков с высоким содержанием кофеина
09:16
20 Марта 2017
Космические планы Стивена Хокинга
В сентябре 2016 года издание The Guardian опубликовало отрывок из книги Хокинга "Как создать космический корабль", в которой автор призвал человечество покорять другие планеты
11:02
18 Марта 2017
Новое лекарство показало успех в предотвращении инфаркта
Ученые провели успешные испытания инновационного препарата, способного, по их словам, предотвращать инфаркты и инсульты.
19:08
17 Марта 2017
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире, сообщает сайт Warspot со ссылкой на пресс-службу корпорации Lockheed Martin.  Специалисты компании завершили испытания лазерной установки мощностью 60 кВт и передали ее американской армии.