477.88
-0.42
573.6
-0.5
8.31
+0.05
+20
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
09:43
22 Сентября 2017
Глобальный коллапс не за горами: геофизик назвал сроки неизбежной катастрофы на Земле
Геофизик Даниэль Ротман из Массачусетского технологического института с помощью математической модели выяснил сроки катастрофы, которая произойдет на Земле
09:46
18 Сентября 2017
Физик указал на самый вероятный конец человеческой цивилизации
Физик-теоретик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института (США) в интервью IEEE Spectrum, посвященном недавно вышедшей в свет своей книге "Жизнь 3.0", назвал самый вероятный негативный сценарий будущего человеческой цивилизации
09:46
15 Сентября 2017
Ученые нашли способ увеличить продолжительность жизни
Американские ученые пришли к интересному выводу
19:31
12 Сентября 2017
Ученые выявили смертельно опасные последствия использования чистящих средств
Регулярное использование отбеливателей и других дезинфицирующих средств, содержащих аммониевые соединения, связано с высоким риском смерти
21:17
11 Сентября 2017
Ученые выяснили, что любят бактерии
Разнообразие кишечной микрофлоры повышается от овощей, фруктов, йогуртов, кофе, чая и вина
14:45
11 Сентября 2017
Мощная вспышка на Солнце 10 сентября вызвала очень редкое событие на Земле
О новой вспышке и ее возможных последствиях оперативно оповещены все службы, отвечающие за безопасность космической и другой сложной техники
09:49
11 Сентября 2017
Новая мощнейшая вспышка произошла на Солнце
Очередная сильная вспышка на Солнце зафиксирована вечером в воскресенье
19:35
10 Сентября 2017
Илон Маск назвал главную угрозу человечеству
По его мнению, именно это может оказаться наиболее вероятной причиной третьей мировой войны
18:19
10 Сентября 2017
В NASA рассказали о катастрофических последствиях возможного извержения супервулкана
На сегодняшний день на Земле есть около 20 супервулканов
17:47
08 Сентября 2017
Солнце "извергло" третья сильнейшую вспышку
За несколько минут в открытый космос уходит около сотни миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте
09:22
08 Сентября 2017
На Солнце произошла вторая за сутки мощнейшая вспышка
Вспышка принадлежит к наивысшему классу активности
11:31
07 Сентября 2017
NASA опубликовало видео гигантской вспышки на Солнце
NASA опубликовало видео произошедшей на Солнце мощнейшей вспышки