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.

Обсудить
Тройной Жозе
Голы, странные пенальти, курьезы и травмы завершившейся Лиги Европы — видео
«Дьяволы», покорившие Европу
«Манчестер Юнайтед» Жозе Моуринью впервые выиграл Лигу Европы
Квинси ПромесЖертвы эмбарго
Кого потеряет российский футбол в случае «полного импортозамещения»
Витаминизация всей страны
Какую пользу приносят организму витамины и пробиотики
Не лайкай всуе
10 заповедей самой вредной для психики социальной сети в мире
US former President Barack Obama and his wife Michelle walk during their visit to Siena, Tuscany region, Italy, Monday, May 22, 2017. The Obamas arrived in Tuscany last Friday for a six-day holiday. (Fabio Di Pietro/ANSA via AP)
комментарии:
На свободу с чистой совестью
Новая жизнь Обамы и его семьи — еще лучше прежней
Бьюти-блогер Shaaanxo Макияж с шестью нулями
Красивый бизнес по-женски: как заработать миллионы на пудре и помадах
Тест-драйв японского брата «Дастера»
Как Nissan Terrano стал еще ближе к Renault Duster
Машины, нарисованные кофе
Легендарные гоночные машины, нарисованные с помощью кофе
15 машин на реактивной тяге
90-летняя история автомобилей с двигателями от самолетов и ракет
«Фольксвагены» мечты
Пять кастомных концептов VW для покорения США
От нашего стола
Российские интерьеры, сводящие иностранцев с ума
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности