Магнитофон из бактерий

26.11.2017

Ученые смогли превратить бактериальную иммунную систему в микроскопический магнитофон. Этим магнитофоном из бактерий исследователи из Медицинского центра Колумбийского университета заложили основу для нового класса технологий, которые используют бактериальные клетки для всего, начиная от диагностики заболеваний до наблюдений за окружающей средой.

Ученые модифицировали обыкновенный лабораторный штамм самый привычной человеческой бактерии, которая живет в кишечнике, Escherichia coli. В результате бактерии не только записывают свои взаимодействия с окружающей средой, но также фиксируют время этих взаимодействий.

Специалисты создали микроскопический магнитофон, воспользовавшись преимуществами CRISPR-Cas, иммунной системы многих видов бактерий. CRISPR-Cas копирует части ДНК от вторгающихся вирусов, чтобы последующие поколения бактерий смогли отражать патогены более эффективно. В результате локус CRISPR бактериального генома аккумулирует хронологическую запись всех бактериальных вирусов, которые пережила бактерия и ее предки.

Для создания магнитофона ученые модифицировали часть ДНК под названием плазмид, дав ему возможность создавать больше копий в бактериальной клетке в ответ на внешний сигнал. Отдельный записывающий плазмид, который управляет "магнитофоном" и фиксирует время, экспрессирует компоненты системы CRISPR-Cas. В результате создается смесь фоновых последовательностей, которые записывают время и последовательности сигналов, меняющихся в зависимости от окружения клетки. Затем ученые могут изучить локус CRISPR, прочитать запись и снять хронологические показатели.

Сейчас система может обрабатывать до трех сигналов одновременно и записывать несколько дней.

<< Назад: Беспроводной DVD-привод для смартфонов 27.11.2017

>> Вперед: Мухи опаснее, чем считалось 26.11.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Акустика Стоунхенджа 13.11.2010 Группа археологов из университета города Солфорд (Англия) изучает известный мегалитический памятник бронзового века Стоунхендж с точки зрения акустики. Моделирование на компьютере показало, что отражение звука от стоячих камней должно давать интересные акустические эффекты. Опыты и измерения, проведенные на самом Стоунхендже и его бетонной реконструкции, построенной в США (сам памятник частично разрушен уже много веков назад), подтвердили этот вывод. Эхо от резких щелчков, произведенных в центре каменного кольца, длится 1,2 секунды. Хотя сооружение не имеет потолка, по акустике оно сравнимо с хорошей аудиторией или концертным залом. Слова человека, стоящего в центре кольца из камней, хорошо слышны всем собравшимся вокруг. Видимо, строители специально создали такой эффект для проведения здесь религиозных церемоний. Недаром внешние стороны камней, из которых состоит памятник, лишь грубо отесаны, а внутренняя сторона сделана ровной, хорошо отражающей звук. И утверждают, что ветер определенных направлений заставляет весь Стоунхендж мелодично гудеть.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025