485.16
+0.79
562.93
-1.22
8.23
-0.05
+9
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
13:28
06 Ноября 2017
Ученые обнаружили уникальные свойства граната
Группа ученых обнаружила уникальные свойства граната и ряда других продуктов
18:15
05 Ноября 2017
Глобальное потепление наших дней: ледники Антарктики ускорили таяние
Глобальное потепление считается учеными самой большой угрозой человечеству, наряду с ростом населения
21:17
04 Ноября 2017
Ученые назвали чудодейственные свойства аспирина
Последнее по счету исследование было основано на опросе 300 тысяч человек в возрасте от 50 до 71 года
15:21
03 Ноября 2017
Точка невозврата пройдена: Хокинг предрек уничтожение человечества
Мы прошли точку невозврата, Земля становится слишком тесной для нас, считает Стивен Хокинг
11:47
03 Ноября 2017
Секреты вечной молодости или как победить старение
Идея вечной молодости не отпускает человечество с незапамятных времен. Но что произойдет, если нам действительно удастся затормозить процессы старения?
20:47
02 Ноября 2017
Исследователи обнаружили внутри пирамиды Хеопса потайное помещение
По словам одного из участников международной археологической экспедиции, это первое крупное открытие с тех пор, как еще в XIX веке была определена структура внутренних помещений пирамиды
20:04
29 Октября 2017
Физики выявили основную причину взрывов смартфонов
Физики из Стэнфордского университета объяснили причину взрыва литий-ионных батарей, устанавливаемых в большинство современных смартфонов, планшетов и лэптопов
12:33
29 Октября 2017
Ученые идентифицировали виновника “самоубийств” более тысячи акул
Более тысячи “самоубийств” морских хищников зафиксировали в этом году
09:00
29 Октября 2017
Эксперты назвали топ-5 самых доступных автомобилей-беспилотников
Специалисты автомобильного рынка составили рейтинг самых доступных машин с функциями автономного вождения
11:16
28 Октября 2017
Робот София первым в мире получил гражданство и "подколол" Илона Маска (ВИДЕО)
В последний год София неоднократно появлялась в СМИ с заявлениями различной степени эпатажности
17:27
27 Октября 2017
Ученые назвали способ борьбы со старением
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Cell Metabolism
15:58
26 Октября 2017
Президент Армении назвал залог развития и экономического прогресса страны
В сфере информационных и телекоммуникационных технологий Армения движется вперед ускоренными темпами, заявил президент республики Серж Саргсян