Микроб с тепловым управлением

25.04.2012

Ученые из Университета Джорджии создали микроба, управляемого с помощью температуры. Новый микроорганизм может стать эффективным средством производства сложных химических веществ из простых исходных материалов.

Первоначально ученые взяли микроба Pyrococcus furiosus, который живет в горячих морских отложениях и активно размножается при температуре около 100 градусов Цельсия. Этот микроорганизм является археем, одноклеточным прокариотом, который похож на бактерию, но имеет существенные отличия на молекулярном уровне и способен выполнять процессы, недоступные бактериям.

В настоящее время многие производственные процессы зависят от микроорганизмов. Однако производственную деятельность бактерий очень сложно контролировать, особенно переключать их с одного вида деятельности на другой.

Американские ученые нашли способ контролировать теплолюбивых микробов с помощью температурного переключателя. Проще говоря, при высоких температурах микроб производит один продукт, а при низких - другой или не производит вовсе. Это существенно упрощает использование микроорганизмов в качестве миниатюрных заводов по производству полезных веществ, таких как биотопливо. Также ученым впервые удалось внести изменения в геном гипертермофильной бактерии, что открывает новые возможности в создании генно-модифицированных микроорганизмов с уникальными функциями.

Как и другие гипертермофильные бактерии, Pyrococcus furiosus может функционировать при высоких температурах, что очень полезно во множестве производственных процессов химической промышленности. Однако не все вещества можно произвести в таких условиях - некоторые ферменты могут работать только при низких температурах.

Для решения этой проблемы ученые взяли определенный ген у бактерии Caldicellulosiruptor bescii, которая живет в более прохладных условиях (72 градуса Цельсия), и поместили его в геном Pyrococcus furiosus. В результате при высокой температуре Pyrococcus furiosus функционирует как обычно, а при понижении температуры начинает производить другой, несвойственный ей продукт, - лактатдегидрогеназу.

<< Назад: Жизнь под колпаком 26.04.2012

>> Вперед: HTC отказывается от клавиатур QWERTY и емких батарей 25.04.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Микросхемы SRAM Renesas RMLV0816B и RMLV0808B с высокой радиационной стойкостью 21.12.2014 Компания Renesas Electronics объявила о выпуске пяти новых моделей микросхем статической памяти с произвольным доступом с пониженным энергопотреблением (Advanced LP SRAM), относящихся к сериям RMLV0816B и RMLV0808B. Они имеют плотность 8 Мбит и изготавливаются по нормам 110 нм. Зачем же использовать такой "грубый" техпроцесс, когда микросхемы для потребительской мобильной электроники уже давно выпускаются по гораздо более тонким нормам? Все дело в том, что за счет увеличения элементов удается повысить радиационную стойкость. По словам производителя, в новой памяти исключены однократные сбои (Soft Error или Single-Event Upset, SEU) и защелкивание транзисторов (Latch-up). Причиной однократных сбоев является импульс тока, возникающий при попадании в ячейку иона. Он переводит ячейку в противоположное состояние, но схема остается в работоспособном состоянии. Поскольку размеры транзистора в новых микросхемах сравнительно велики, для переключения требуется такой большой заряд, что вероятность возникновения сбоя стремится к нулю. Кроме того, в схему ячейки введен специальный конденсатор. В отличие от коррекции ошибок с помощью ECC, такой подход позволяет предотвратить одновременное возникновение нескольких ошибок. Применение этого и других приемов, по оценке Renesas, позволило получить такую же степень радиационной стойкости, как и в случае микросхем, выпускаемых по нормам 150 нм. Что касается защелкивания транзисторов, его причиной является вызванный ионом импульс тока, который приводит к открытию напоминающей тиристор схемы, образуемой паразитными структурами из пар транзисторов разного типа. В результате защелкивания ток через транзисторы растет даже после прекращения воздействия иона, что может привести к перегреву и выходу микросхемы из строя. В новой памяти на монокристаллической подложке сформированы только транзисторы с каналом n-типа, а транзисторы с каналом p-типа сформированы как тонкопленочные транзисторы с использованием поликристаллического кремния, что исключает образование тиристора из паразитных структур и принципиально устраняет риск защелкивания транзисторов. Попутно это позволило уменьшить площадь ячейки и размеры кристалла, приблизив эти показатели к показателям памяти, выпускаемой по нормам 65 нм. Потребляемый ток в режиме ожидания не превышает 2 мкА при температуре 25°C, что делает микросхемы подходящими для хранения данных в устройствах с резервным батарейным питанием. В планах Renesas - выпуск такой памяти плотностью 16 Мбит.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025