486.95
+0.14
513.34
-3.7
8.4
-0.03
-3
Погода в Ереване
Рус
Биоинженеры разработали цифровую память на базе молекул ДНК
10:19
22 Мая 2012

ЕРЕВАН, 22 мая - Новости-Армения. Американские биоинженеры разработали особый вид цифровой памяти на базе молекул ДНК, способный функционировать внутри клетки и сохраняться при ее многократном делении, что поможет разработать "умные" лекарства, реагирующие на изменение состояния организма пациента, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

За последнее десятилетие биотехнологи разработали множество миниатюрных био-устройств, повторяющих функции их неживых аналогов. В частности, существует уже несколько десятков ДНК-компьютеров, полноценное вычислительное устройство и дисплей из колоний кишечной палочки, передает РИА Новости.

БИО-БИТ

Дрю Энди (Drew Endy) и его коллеги Джером Бонне (Jerome Bonnet) и Пакпум Субсунторн (Pakpoom Subsoontorn) из Стэнфордского университета (США) смогли создать полноценную ячейку памяти на основе молекул ДНК, экспериментируя с двумя вирусными ферментами - белками интегразой и эксцизионазой.

Как объясняют исследователи, данные соединения используются вирусами для проникновения в клетки жертвы и саморазмножения в их ядре. Интеграза ускоряет процесс включение тела вируса в хромосому заражаемой клетки. А эксцизионаза при критическом повреждении клетки удаляет тело вируса из ДНК жертвы.

Биоинженеры приспособили эти ферменты для механизма, позволяющего кодировать в ДНК информацию в цифровом виде и редактировать ее без нарушения целостности памяти - RAD-модуля, как назвали изобретатели свое устройство.

Детище Энди и его коллег представляет собой длинную последовательность из множества коротких нуклеотидов - кирпичиков ДНК. Они соединены друг с другом специальными метками, которые используются для распознания таких участков ДНК. Каждый такой фрагмент представляет собой отдельную ячейку информации, своеобразный биологический бит.

Логическое содержимое ячейки памяти определяется тем, как подключена цепочка нуклеотидов к обрамляющим ее меткам. При прямом соединении она означает "1", а при обратном - "0". В этом случае интеграза и эксцизионаза используются для переключения состояния ячейки - соединение первого белка с ячейкой вносит в него логическую единицу, а комбинация ферментов обнуляет ее.

ПАМЯТЬ НА ВЕКА

Биоинженеры провели более 700 экспериментов, пытаясь защитить био-память от помех в виде лишних молекул ферментов, аномально высокой концентрации одного из них поблизости от ячейки информации и других случайных процессов.

"Проблема состояла в том, что белки крайне своевольны - если оба вещества были активны в клетке или содержались в ней в неправильной пропорции, они помещали в наши ячейки памяти кучу случайных значений. За последние три года мы провели 750 экспериментов и подобрали подходящий баланс ферментов", - пояснил Энди.

Исследователи испытали свое изобретение, вставив множество однобитных ячеек памяти в клетку кишечной палочки (Escherichia coli). Эти RAD-модули испускали фотоны красного света в случае, если они содержали логическую "1", и не светились при "0".

По словам ученых, испытание прошло удачно - ячейки памяти всегда переключались из одного состояния в другое при добавлении точно отмеренного количества ферментов и сохраняли информацию даже при отсутствии этих белков. Более того, ячейки памяти не разрушались и успешно передавались при делении бациллы. Как утверждают исследователи, RAD-модули оставались в бактериях даже через 100 циклов размножения.

Энди и его коллеги считают, что их изобретение может быть использовано для изучения процессов, протекающих в раковых клетках, при старении организма, его росте и в других сложных биологических системах. -0-

Loading...
Материалы по теме
Другие материалы раздела
14:30
21 Февраля 2017
Ученые испытали новое обезболивающее из яда улиток
Яд маленьких улиток-конусов может быть использован для облегчения хронической боли, полагают американские ученые.
20:34
20 Февраля 2017
Как испанцы уничтожили цивилизацию ацтеков - новая версия
Цивилизация ацтеков погибла после прихода испанских конкистадоров, но армия из нескольких сотен солдат не могла уничтожить 25-миллионное население великой империи. Ученые предложили новое объяснение этой загадке.
17:03
17 Февраля 2017
Геологи обнаружили восьмой континент Земли
Площадь нового континента занимает порядка пяти миллионов квадратных километров
20:30
16 Февраля 2017
Ученые спрогнозировали катастрофическое землетрясение в США
Ученые провели компьютерное моделирование, чтобы определить точную форму разлома
22:28
12 Февраля 2017
Ужин на сон грядущий: Топ-5 полезных и вредных для хорошего сна продуктов
Некоторые продукты полезно есть перед сном, а вот от других стоит отказаться
20:17
12 Февраля 2017
Искусственный интеллект vs человек: угроза или помощник?
Уже сейчас раздаются призывы обдумать этические принципы разработки искусственного интеллекта, удостоверившись в том, что искусственный интеллект развивается в безопасном для людей направлении
19:46
12 Февраля 2017
Ученые рассказали, какой продукт наиболее полезен для сердца
Продукт отличается максимальным уровнем содержания полиненасыщенных жирных кислот, необходимых для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний
21:22
11 Февраля 2017
Геофизики выявили причины последнего массового вымирания
Канадские и американские геофизики выявили новые подробности последнего великого вымирания
20:47
10 Февраля 2017
Ученые исследуют крики орангутанов для изучения эволюции языка
Ученые пришли к выводу, что звуки, которые издают орангутаны - один из наиболее близких к человеку вид человекообразных обезьян - могут пролить свет на происхождение языка.
21:11
09 Февраля 2017
На YouTube обнаружена "крупнейшая ошибка в истории"
На видеохостинге YouTube создали странный защитный механизм
20:35
09 Февраля 2017
Астрофизики вблизи Млечного Пути обнаружили "галактический мост" длиной 43 тыс. световых лет
Британские, итальянские и австралийские астрономы обнаружили "галактический мост", соединяющий два крупнейших спутника Млечного Пути
11:30
09 Февраля 2017
Геологи назвали сроки наступления кислородной катастрофы на Земле
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.