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:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива 1200 В CoolSiC G5 диоды Шоттки в двухвыводном корпусе D2PAK 03.09.2020 Компания Infineon выпустила на рынок новые 1200 В диоды Шоттки пятого поколения (Gen 5), выполненные по технологии CoolSiC в корпусе D2PAK (TO-263-2). Средний ток диодов - от 2 до 20 А. Они прекрасно подходят для использования в связке с super-junction MOSFET или IGBT. Область применения: импульсные выпрямители, источники питания, ККМ. Использование диодов поколения G5 позволяет повысить КПД системы относительно такой же системы на кремниевых диодах на величину до 1%. Диоды 1200 В CoolSiC G5 характеризуются лучшим в своем классе значением прямого напряжения (Vf) и низкой зависимостью характеристик от изменения температуры. Особенности: Нулевой заряд обратного восстановления (Qrr); Низкое значение прямого напряжения (в том числе при высокой температуре); Более высокое КПД по сравнению с кремневыми диодами; Высокая стойкость к скачкам тока; Двухконтактный корпус D2PAK (TO-263-2) с длиной пути утечки 4,7 мм и воздушным зазором 4,4 мм. Области применения: Системы зарядки электромобилей; Сварочные аппараты; Системы преобразования солнечной энергии; Системы управления двигателем; Источники бесперебойного питания (ИБП); Промышленные импульсные источники питания (SMPS).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025