Из ДНК сделали программируемые контроллеры

Из ДНК сделали программируемые контроллеры

Группа специалистов из ряда американских научных центров, включая университет Калифорнии и исследовательский центр Microsoft, создала программируемый контролер химических реакций на основе молекул ДНК. Устройство способно синтезировать заданные цепочки дезоксирибонуклеиновых кислот в ответ на определенную комбинацию сигналов. Подробности приведены в статье для журнала Nature Nanotechnology.

Контроллер получает определенный набор цепочек ДНК и затем в соответствии с заранее заданными правилами синтезирует другие цепочки в требуемом количестве. Исследователи описывают его работу, используя уравнения химических реакций: если на входе есть A и B, то на выходе может быть, к примеру, C и D. Или, что тоже допускает новая система, комбинация B и C или удвоенное количество C. Авторы разработки подчеркивают соблюдение количественных соотношений: контроллер не просто запускает синтез того или иного вещества в произвольных количествах, а создает заданную концентрацию продукта.

Кроме того, ученые продемонстрировали управляющий элемент, играющий роль фильтра. Если на его входе есть сильный сигнал A и слабый сигнал B, то слабый сигнал будет проигнорирован практически полностью и предписанного правилами продукта C (А приводит к синтезу C, B приводит к синтезу D) окажется значительно больше, чем продукта D. Соотношение C/D окажется намного выше, чем A/B; подобный фильтр позволяет повысить стабильность работы сложной биохимической системы со множеством логических элементов.

Обработку сигналов исследователи реализовали на основе двуспиральной ДНК с несколькими разрывами в одной из цепей. Эти разрывы упрощают замещение части молекулы на посторонние фрагменты подходящей структуры. Выбрав то, какие участки на молекулах ДНК будут легко отрываться и задав последовательность нуклеотидов, которая может встать на освободившееся место, ученые смогли реализовать как простое логическое «И» (реакция «A+B дает C»), так и более сложные процедуры. По словам исследователей, в результате им удалось создать аналог языка программирования для биохимических процессов с сочетанием логических операций и количественных значений тех или иных переменных (концентраций продуктов реакции).

Синтез фрагментов ДНК по заданным правилам, как поясняют авторы новой работы, может применяться при разработке микроскопических устройств. Ранее ученые продемонстрировали возможность использования ДНК не только как носителя информации, но и строительного материала: из нее можно формировать складываемые в плоские или даже трехмерные фигуры листы.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Японцы выпустили молекулярный поезд на рельсы из ДНК
Учёные из университета Киото научились отправлять миниатюрный молекулярный состав по разветвлённой сети рельсов из ДНК. Ранее японцы придумали, как заставить "мотор", состоящий всего из одной молекулы, двигаться по прямой. Теперь же исследователи из Страны восходящего солнца научились управлять движением ..
2012-01-25 2000 1 Технология
0
Модульный экзоскелет спасет строителей от травм
Американская компания SuitX представила новый модульный экзоскелет MAX (Module Agile eXoskeleton, модульный быстрый экзоскелет). Этот аппарат состоит из трех модулей — поддержки ног, спины и верхнего плечевого пояса — и предназначен для облегчения выполнения однообразных действий. Разработчик полагает, что новый ..
2016-11-24 4740 0 Технология
0
Воздух может заряжать аккумуляторы электромобилей
Британские исследователи сделали важный шаг в развитии литий-воздушных аккумуляторов, устройства, которое должно увеличить емкость в 3-5 раз, чем в ныне существующих литий-ионных. После ввода в эксплуатацию таких аккумуляторов будет возможно путешествовать по стране с полностью функционирующим ноутбуком, или говорить по телефону, не заряжая ..
2012-07-24 2669 0 Технология
0
Итальянцы сделали дом — солнечную батарею
В Италии придумали, как превратить целый дом в концентратор солнечной энергии, пишет defconc.ru. Новый люминесцентный материал разработан в Университете Милан-Бикокка совместно с Национальной лабораторией Лос-Аламос (США). Им можно покрыть не только крышу, на которую обычно помещают солнечные панели, но и всю поверхность ..
2014-04-29 2168 0 Технология
-1
Ученые разработали технологию отображения работы мозга
В современной научной медицинской деятельности немаловажное место занимает исследование головного мозга человека. Шаг на встречу разгадки тонкостей функционирования этого органа сделали ученые университета в Калифорнии. Специально разработанный комплекс визуализации головного мозга позволяет не только получить изображение ..
2014-03-23 1446 0 Технология
0
Минздрав отчитался об успешной операции по пересадке тканей лица
В России провели первую успешную операцию по пересадке тканей лица. Об этом РИА Новости сообщила министр здравоохранения Вероника Скворцова на пресс-конференции в Национальном центре управления обороной.Операция по аллотрансплантации комплекса тканей лица раненому человеку была проведена полгода назад, ..
2015-11-28 6952 0 Технология
0
Лекарство от СПИДа подавляет агрессивный рак груди
Ученые сделали сенсационное открытие. Возможно, вскоре вирус коровьей оспы сможет спасти больных агрессивной формой рака груди. Кстати, возбудитель оспы - препарат нельфинавир, который использовали в опыте, также подавляет и ВИЧ. Тесты, проведенные исследователями Стэнфордского Университета, ..
2012-10-7 2202 0 Технология
0
В КНР врачи успешно пересадили роговицу свиньи человеку
Китайские врачи впервые в истории медицины и трансплантологии успешно пересадили человеку глазную роговицу свиньи. Об этом сообщило информационное агентство Синьхуа. Первым пациентом с роговицей свиньи стал 60-летний Ван Синьи. На протяжении многих лет он страдал серьезным заболеванием глазной роговицы ..
2015-12-22 1778 0 Технология
1
Названа дата премьеры летающего скейтборда Lexus
Компания Lexus сообщила, что премьера разработанного ею летающего скейтборда намечена на 5 августа. Анонс сделали в новом ролике с демонстрацией устройства, видео разместили на официальном канале Lexus в YouTube. Устройство напоминает ховерборд — доску, показанную в кинофильме «Назад в будущее 2». В отличие от предпринимавшихся ..
2015-07-30 4716 0 Технология
0
Из древесины сделали экологически чистую нанобатарею
Ученые разработали батарею из тончайшего древесного слоя, покрытого оловом, которая в перспективе может дать толчок для производства крошечных, долговечных, эффективных и экологически чистых источников энергии. Устройство в 1000 раз тоньше, чем лист бумаги. Лянбин Ху, Дэн Ли и его коллеги отмечают, что сегодня ..
2013-06-24 2036 0 Технология
0
Роботы размером с молекулу — уже реальность
Швейцарские ученые сделали прорыв в создании нанотехнологий — создали искусственные молекулы из наноразмерных шариков.Как говорят сами изобретатели, это — большой прорыв в работе. Посредством созданных микророботов ученые смогут проводить исследования и бороться с раковыми и другими опухолями, а также устранять ..
2016-04-05 2450 0 Технология
1
Создана самая тонкая батарейка в мире
Японские инженеры сделали самую тонкую гибкую батарейку в мире. Органический аккумулятор представляет собой пластину толщиной менее 0,3 миллиметра. Ток он дает небольшой - всего 3 миллиампера в час.Источник: vesti.ru ..
2012-03-21 2905 0 Технология
0
Разум в пробирке - уже реальность
Управлять человеческим разумом - давняя мечта ученых. Первые шаги к этому они уже сделали - поместили клетки мозга в пробирку и собираются подключить к ним робота. Теперь осталось научить этот мозг думать.Источник: vesti.ru ..
2013-06-18 1186 0 Технология
0
Ученые создали наноматериал, останавливающий пули
Американские ученые совершили настоящее открытие – сделали наноматериал, который способен останавливать пули. Исследователи из США  давно уже работают над разработкой прочного и одновременно тонкого и легкого полимера, придет который на смену материалу, служащему основной для производства бронежилетов. ..
2012-11-19 2278 0 Технология
0
Изобретение ученых может произвести революцию в промышленности
Французские ученые изобрели новый материал, который может в буквальном смысле произвести революцию в промышленности. Открытие внешне напоминает пластик и обладает свойствами резины. При этом новое вещество можно нагревать бесконечное число раз и придавать изделию из него любую ..
2011-12-29 2720 0 Технология
0