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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Пониженное энергопотребление графического ядра 14.02.2014 Компания Intel разработала новое интегрированное графическое ядро, которое, по её словам, может улучшить время автономной работы смартфонов, планшетов и ноутбуков. Как отмечает представительница Intel Дивья Колар (Divya Kolar), графика может требовать немало энергии, но новое энергоэффективное ядро GPU в паре с CPU компании позволяет добиться принципиального снижения потребления энергии. "Это графическое ядро включает ряд новых функций, которые позволяют увеличить энергоэффективность на 40% - в результате мобильные устройства получат больше времени автономной работы при той же производительности или же увеличенную производительность, когда необходимо", - написала она в блоге компании. Графическое ядро разработано специалистами Intel. Компания рассказала о технологии на международной конференции International Solid State Circuits Conference в Сан-Франциско. Стоит отметить, что графика может уже скоро быть использована в чипах компании. Дело в том, что текущее ядро рассчитано на обкатанный 22-нм техпроцесс. Впрочем, Intel не сообщает, о каких именно коммерческих чипах идёт речь, говоря лишь, что это однокристальная система (можно предположить, что пряже всего энергоэффективная графика появится в процессорах серии Atom для планшетов и смартфонов). Пока GPU тестируется на прототипе процессора в исследовательских лабораториях Intel. Разработанные в недрах Intel перспективные технологии со временем (не всегда скоро) внедряются в конечные потребительские продукты. Например, многие графические и вычислительные технологии проекта дискретной видеокарты Intel Larrabee сегодня используются в интегрированных GPU компании, а также в высокопараллельных серверных процессорах Xeon Phi. Компания сообщает, что основной экономии в мобильных чипах разработчики обычно добиваются путём снижения рабочего напряжения микросхем. Использование преимуществ 22-нм технологии с 3D-транзисторами делает возможной высокую производительность даже на пониженном напряжении. Однако несмотря на 3D-транзисторы, некоторые специализированные блоки (вроде массивов памяти) внутри графического ядра выступают заметным ограничителем для всего чипа по показателю минимального напряжения (Vmin). Новый дизайн GPU использует особый метод выборочного повышения напряжения Vmin для отдельных блоков чипа (прежде всего, для массивов памяти). Это вылилось в большой прирост энергоэффективности. Чтобы добиться дополнительной экономии, Intel улучшила работу схем интеллектуального адаптивного управления энергопотреблением чипа (прежде всего, частотой и напряжением в зависимости от нагрузки). Ещё одной особенностью нового графического ядра Intel является способность очень быстро переключаться в режим ожидания, в котором экономия энергии в 10 раз более сильная по сравнению с активным рабочим режимом - это ещё один способ экономии энергии мобильных устройств. Число блоков, которые могут самостоятельно переходить в режим ожидания или же полностью отключаться, тоже было увеличено.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026