Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства

Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства

Американские ученые превратили бактерии в запоминающие устройства, изменив геном кишечной палочки. Память на них долго хранится, легко извлекается и стирается, что делает ее идеальным инструментом для датчиков экологического и медицинского мониторинга. О новой технологии сообщается в журнале Science.

Предыдущие попытки хранить информацию в геномах бактерий опирались на цифровую память — и поэтому функционировали по принципу «все или ничего»: организмы запоминали, случилось ли некое событие или нет. Тимоти Лю (Timothy Lu) и его коллеги из Массачусетского технологического института разработали систему хранения аналоговой памяти: она способна фиксировать, насколько сильным было внешнее воздействие и сколько оно продлилось.

Для этого ученые создали «геномный магнитофон», позволяющий записывать информацию в любой участок генома. Они заставили клетки вырабатывать фермент рекомбиназу, который может вставить последовательность ДНК в заданное место генома клетки. Производится же фермент лишь при контакте с предзаданным сигналом (определенная молекула или вспышка света).

Рекомбиназа может поставить ДНК в любую точку генома. «Поэтому мы и назвали устройство "магнитофоном" — мы можем решать, куда именно записывать сигнал», — поясняет Лю.

Таким образом зафиксированная память хранится в генах бактерий и передается из поколения в поколение. Извлечь ее можно двумя способами. Если ДНК вставили в нефункциональную часть генома, потребуется его секвенировать. Если же, например, новая последовательность ДНК включила ген сопротивляемости антибиотикам, ученые могут подвергнуть бактерии воздействию этих веществ и проследить, сколько организмов выжило (благодаря гену). Полученная пропорция позволит определить силу и продолжительность исходного сигнала, запустившего запись ДНК.

Стирать же память можно, заставив клетки включить в тот же участок генома другой фрагмент ДНК аналогичным способом.

Бактериальные устройства памяти можно использовать в датчиках, ведущих мониторинг окружающей среды. Также их можно поместить в кишечник человека, где микробы будут следить, сколько жиров и сахара попадает в организм или предупреждать о воспалительных процессах. Пригодятся такие устройства памяти и в биологических компьютерах.

Lenta.ru

Похожие новости:
Производящие пищу для космонавтов бактерии испытают на орбите
Ученые планируют испытать на околоземной орбите генно-модифицированные бактерии, вырабатывающие сахар — в качестве автономного источника питания для будущих космических полетов. Об этом сообщает New Scientist.Микроорганизмы отправят в полет на немецком спутнике Eu: CROPIS в 2017 году, чтобы проверить, насколько хорошо ..
2015-11-30 3367 0 Технология
0
Ученые из США создали универсальный антибиотик
Огромное количество антибиотиков, существующих в мире сегодня, обладают одним общим недостатком - бактерии к ним со временем приспосабливаются. Но теперь, похоже, группе исследователей из Северо-восточного университета Бостона в США во главе с профессором Кимом Льюисом, эту проблему удалось решить, разработав универсальный антибиотик, ..
2013-11-14 1230 0 Технология
0
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры, способные обрабатывать информацию и хранить ее в своем генетическом коде. Они реагируют на входящие из окружающей среды сигналы и выполняют определенные действия, например, вырабатывают белок определенного вида. По сути, новая сложная бактерия является примитивным ..
2013-03-8 1261 0 Технология
0
Бактерии научатся обнаруживать и уничтожать вирусы
Группа сингапурских ученых накануне создала систему программирования микроорганизмов на обнаружение и истребление болезнетворных бактерий. В публикации, размещенной в печатном издании ACS Synthetic Biology, сообщается о том, что биоинженерная технология, которая была с успехом испытана на грызунах, может применяться и для человека. Большинство ..
2013-09-16 964 0 Технология
0
Бактерии превращают сахар в авиационное топливо
Давно забытый бродильный процесс, когда-то применявшийся для преобразования крахмала во взрывчатку, может получить второе рождение. Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что его можно применять для создания возобновляемого дизельного топлива, используемого транспортными средствами. Этот процесс бактериальной ферментации ..
2012-11-16 1426 0 Технология
0
Созданы антибактериальные зубные импланты
Ученые разработали уникальный материал, уничтожающий до 99% бактерий в ротовой полости. Современная медицина позволяет заменить человеку какие-либо фрагменты тела. Всё это делается с помощью 3D-принтера. Специалисты из нидерландского Университета Гронингена напечатали особые зубные имплантаты, обладающие антибактериальными свойствами. Человек, ..
2015-11-03 1188 0 Технология
1
Трещины в бетоне заделают умные бактерии
Несмотря на высокие характеристики по прочности, при длительной эксплуатации, и особенно в неблагоприятных условиях (например, под воздействием влаги), бетон также подвержен разрушению, как и другие строительные материалы, пишет defconc.ru. Для того, чтобы увеличить его долговечность, ученые из британского университета Бата работают ..
2013-06-19 2238 2 Технология
0
Биотопливо будут делать из старых газет
Проблема переработки макулатуры современной промышленностью решена уже достаточно давно. Однако американские ученые из университета Тулейн нашли возможность использовать этот источник вторсырья еще и в интересах автомобильной промышленности. Группа исследователей университета Тулейн, что в Новом Орлеане, обнаружила в старых ..
2014-08-24 1282 0 Технология
0
Голландец разработал самовосстанавливающийся бетон
Хенк Джонкерс из Делфтского технического университета разработал систему, позволяющую автоматически заделывать трещины в бетоне. При изготовлении в качестве одного из ингредиентов материала используют капсулы, содержащие бактерии и питательные вещества. В обычном состоянии бактерии неактивны. После того как в бетоне ..
2015-05-18 1355 0 Технология
0
Бактерии стали курьерами для доставки радиоактивности в опухоли
Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке предложили использовать бактерии Listeria monocytogenes для целенаправленной доставки радиоактивных изотопов в раковые клетки. Работа с описанием методики опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое содержание приводят Nature ..
2013-04-23 825 0 Технология
0
Изобретен самовосстанавливающийся бетон без трещин
Алан Ричардсон, ученый из Университета Нортумбрии в Великобритании предложил использовать для получения кальцита (кристаллической формы природного карбоната кальция) бактерии Bacilli megaterium. Это вещество может быть использовано для блокирования читать далее...Источник: pronowosti.ru ..
2012-05-3 1400 0 Технология
0
С вирусом Эбола будет бороться робот
В борьбу против вируса Эбола подключили нового участника. Речь идет о роботе, известном как «Маленький Мо», он может убивать все вирусы и бактерии за две минуты. Этого робота используют более чем в 250 больницах США, в том числе одного в Далласе, там его начали использовать впервые ..
2014-10-11 1228 0 Технология
0
Ученые предложили взрывать бактерии при помощи наночастиц
Физики и химики из Дании, Бразилии и США предложили новый способ уничтожения бактериальных клеток. По мнению специалистов, их можно взрывать с помощью специальных наночастиц. Результаты исследований авторов доступны в форме препринта в каталоге arXiv.org, а кратко с ними можно ознакомится на сайте ..
2014-09-04 1019 0 Технология
0
Израильская разработка - бактерии-саперы
Могут ли бактерии помочь в обнаружении мин и взрывных устройств? Компания Rafael, занимающаяся среди прочего разработкой био-сенсоров, работает над созданием датчиков, работа которых основана на "модифицированных бактериях". Работа над этим проектом началась примерно два года назад при поддержке и финансировании ..
2011-11-29 1142 0 Технология
0
Биологи создали "идеальный" микроб с простейшим набором генов
Биологи создали микроб Syn 3.0, ДНК которого включает в себя всего 473 гена, при этом предназначение 149 из них на данный момент неизвестно. Для сравнения, которое приводит ZN,ua, человеческий геном включает в себя 20-25 тысяч генов, а микроб Mycoplasma genitalium содержит всего ..
2016-03-28 1057 0 Технология
0