Электронный контроль генов

25.01.2017

Мы обычно не рады всяким багам и вирусам в своих цифровых гаджетах, но это, похоже, может измениться. Ученые нашли способ контролировать гены бактерий по щелчку выключателя с помощью электричества.

Синтетические биологи с удовольствием ищут пути соединения модифицированных организмов с электроникой, чтобы у нас были живые девайсы и гаджеты. Возможность создавать микробы на заказ, чтобы те чувствовали окружающую среду и делали биологические молекулы, будет особенно ценно для устройств, которые будут работать внутри нашего тела, говорит Уильям Бентли из Университета Мэриленда. Например, подобное устройство может использовать живой организм для выявления химических веществ, производимых болезнетворными бактериями, и для выделения соответствующего антибиотика.

Чтобы определенные гены отвечали на электрическую стимуляцию, команда Бентли так называемыми редокс-сигнальными молекулами. Эти биологические молекулы есть во всех клетках, и они способны подцеплять и передавать электроны. Также ученые воспользовались естественными генетическими компонентами в E. coli, которые отвечают на оксидативный стресс, тот происходит, когда слишком много молекул в организме окисляются.

Чтобы дать электрический заряд, исследователи погрузили электрод в жидкость с бактериями. Когда электрод дает положительный заряд, редокс-молекулы окисляются и запускают генетические механизмы, отвечающий на оксидативный стресс. С помощью такой процедуры Бентли показал, как E. coli под воздействием разряда плавают или начинают светиться.

Они также заставили бактерию выпускать сигнальную молекулу, которая заставляет светиться другую бактерию, тем самым показав, что можно так спроектировать один набор бактерий, чтобы те при электроразряде действовали на другой набор бактерий.

Процедура подразумевает лишь небольшую "перепрошивку" бактерий при тщательном контроле процесса. Например, таким образом можно получать биосенсоры, где модифицированные бактерии могут распознавать определенные вещества, например, идентифицировать инфекции и отвечать свечением. По оценкам специалистов для внедрения этой технологии понадобится всего лишь год или два, а уж дальше процедура сращивания биологических и цифровых устройств может быть запущена полным ходом.

<< Назад: Приводы UHD Blu-ray для ПК 26.01.2017

>> Вперед: Одноплатный ПК Inforce 6309L 25.01.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Белые крыши снижают температуру в городе 09.10.2024

С нарастающим климатическим кризисом и экстремальными волнами жары, города по всему миру сталкиваются с перегревом. Для людей и животных это становится серьезным испытанием. В поиске решений для борьбы с растущей температурой британские ученые обнаружили удивительно простое и эффективное средство - окрашивание крыш в белый цвет. Это может помочь городам снизить температуру воздуха на 2 градуса Цельсия, что станет спасением от жары без необходимости ждать годы, пока вырастут деревья и создадут тень. Недавние исследования показали, что изменения климата ведут к увеличению засух и повышению температур. В Лондоне, как и во многих других крупных городах мира, к середине этого столетия ожидается повышение средней температуры на 3 градуса Цельсия. Этот рост температуры уже ощущается сегодня: прошедшее лето стало самым жарким за всю историю наблюдений, что подчеркивает необходимость принятия срочных мер. Исследовательская группа под руководством Оскара Брусса, преподавателя Лондонского у ...>>

Часы CASIO G-SHOCK GMD-S5610IT 09.10.2024

Компания CASIO представила новую лимитированную модель часов G-SHOCK GMD-S5610IT, разработанную в сотрудничестве с популярной K-pop группой ITZY. Эта модель, сочетающая в себе прочность, функциональность и яркий дизайн, адресована как фанатам группы, так и любителям стильных и надежных аксессуаров. Часы GMD-S5610IT доступны в пяти цветах - лавандовом, розовом, желтом, зеленом и синем. Каждый цвет был выбран не случайно и символизирует индивидуальные черты каждой участницы ITZY. Особенной деталью этой модели стал рисунок сердца, который появляется при включении светодиодной подсветки. Этот элемент вдохновлен популярной позой, которую ITZY часто демонстрируют в финале своих выступлений, что делает часы еще более близкими поклонникам группы. На циферблате сверху расположены пять звезд, выполненных с помощью зеркальных чернил, что символизирует яркость и популярность всех участниц ITZY на мировой сцене. Еще одной уникальной деталью является выгравировка автографов участниц группы на ...>>

Выхлопные газы особенно опасны для женщин 08.10.2024

С каждым годом проблема загрязнения воздуха становится все более актуальной, и выхлопные газы автомобилей играют в этом процессе далеко не последнюю роль. Новое исследование, проведенное канадскими учеными, выявило, что выхлопные газы представляют собой повышенный риск для здоровья женщин, особенно в контексте сердечно-сосудистых заболеваний. Это открытие подчеркивает необходимость пересмотра подходов к охране окружающей среды и здоровья населения. Исследования показывают, что выхлопные газы не только наносят вред экологии, но и существенно влияют на здоровье человека. В последние годы в странах Европы и других регионах наблюдается ужесточение экологических норм, связанных с автомобильными выхлопами. Однако новое исследование ставит акцент на том, что выхлопные газы оказывают более негативное воздействие на женщин, чем на мужчин. В ходе эксперимента, проведенного исследователями из Университета Манитобы, группа из пяти мужчин и пяти женщин подвергалась воздействию выхлопных газов ...>>

Термоядерный реактор SMART 08.10.2024

В условиях стремительного роста мирового спроса на энергию и необходимости перехода на экологически чистые источники, ведущие ученые активно работают над созданием термоядерных реакторов - перспективных установок, способных обеспечить человечество практически бесконечным источником энергии. Одним из таких новаторских проектов стал реактор SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak), который разрабатывается в сотрудничестве США и Испании. Проект SMART реализуется Университетом Севильи в тесном взаимодействии с Лабораторией физики плазмы Принстона (PPPL). Основная цель этой инициативы - создание компактного термоядерного реактора, который станет важным этапом на пути к решению мирового энергетического кризиса. Особенность реактора SMART заключается в его уникальной форме плазмы, которая получила название "отрицательная треугольность". Именно эта форма позволяет значительно улучшить удержание плазмы и снизить вероятность возникновения нестабильностей в процессе термоядерного синтеза. SMART с ...>>

Кошачья ненависть к закрытым дверям 07.10.2024

Многие владельцы кошек замечали, что их питомцы проявляют сильное недовольство при виде закрытых дверей: они могут громко мяукать, царапать дверь или пытаться просунуть лапу в щель. Это поведение часто вызывает недоумение у хозяев: почему кошки так раздражаются из-за невозможности попасть в другую комнату? Ответ кроется в природных инстинктах и особенностях их поведения, которые формировались на протяжении эволюции. Одной из причин такого поведения является так называемый страх упустить что-то важное (FOMO - fear of missing out), объясняет доктор Карен Суэда, ветеринарный бихевиорист. Кошки по своей природе чрезвычайно любопытны и стремятся контролировать все, что происходит на их территории. В дикой природе это важно для выживания, ведь знание того, что происходит вокруг, помогает им защищаться от возможных угроз и искать добычу. Поэтому закрытая дверь воспринимается ими как преграда для контроля над территорией и вызывает у них тревогу. Консультант по поведению кошек Ингрид Джо ...>>

Случайная новость из Архива Черные дыры помогли решить проблему аккумуляторов 06.07.2012 В лаборатории Института астрофизики имени Лейбница в Потсдаме впервые подтвердили существование магнитной нестабильности, которая может помочь в создании емких долговечных аккумуляторов и ответить на некоторые вопросы об устройстве Вселенной. Магнитные нестабильности играют решающую роль в появлении черных дыр, они регулируют скорость вращения коллапсирующих звезд и влияют на поведение мощных струй материи, так называемых джетов. По сути магнитная нестабильность представляет собой изменение магнитной структуры вещества, которое стремится к устойчивому термодинамическому равновесию. Магнитная нестабильность появляется, когда сильный ток проходит через электропроводящую жидкость. Начиная с определенной силы тока, его взаимодействие с собственным магнитным полем создает вихревые течения жидкости. Подобные структуры можно наблюдать в виде огромных джетов в космосе. Одним из возможных проявлений магнитной нестабильности астрофизики считают "странное" поведение нейтронных звезд, которые вращаются гораздо медленнее, чем предсказывают теории. Таинственный эффект торможения нейтронных звезд ученые связывают с влиянием магнитной нестабильности, которая уменьшает скорость вращения с теоретических 1000 оборотов в секунду до примерно 10-100 оборотов в секунду. Исследование немецких ученых может помочь не только разгадать тайны астрофизики, но и создать крупные жидкометаллические аккумуляторы, которые откроют дорогу возобновляемым источникам энергии. Ученые полагают, что явление магнитной нестабильности можно использовать и на Земле, в частности в перспективных аккумуляторах. Исследователи пришли к выводу, что начиная с достижения определенной силы тока, в жидкометаллических аккумуляторах могут возникать мощные потоки жидкости, приводящие к короткому замыканию. В ходе эксперимента магнитную нестабильность в жидком сплаве (индий, галлий и олово) удалось получить при комнатной температуре и силе тока в 8000 ампер. Таким образом, ученые смогли обнаружить способ предотвращения разрушения жидкометалличеких аккумуляторов и повысить их емкость. Для этого предлагается использовать крупные аккумуляторы и токопроводящие трубки, которые будут отводить обратный ток.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024