Бактерии наделили памятью
Американские инженеры разработали генетические цепи в бактериальных клетках, которые могут не только выполнять логические функции, но и запоминать полученные результаты. Схемы могут быть использованы в качестве долгосрочных экологических датчиков или контролировать «превращения» стволовых клеток.
Почти все предыдущие работы в области синтетической биологии были сосредоточены на разработке модулей памяти или логических компонентов, которые просто кодировали память.
Адъюнкт-профессор Массачусетского технологического института Тимоти Ли и его коллеги создали из клетки генетическую схему, которая способна производить внутри бактерии логические операции, запоминать их результаты и использовать эти данные впоследствии. Информация запоминалась в виде результатов функционирования зеленого флуоресцентного белка (GFP).
С помощью этого метода можно было бы контролировать производство клеток, которые генерируют биотопливо, лекарства и другие полезные соединения. Эта платформа также представляется инженерам удобной для того, чтобы отслеживать судьбу стволовых клеток, которые трансформируются в другие типы клеток.
Биофизик, директор инновационного бизнес-инкубатора InCube Максим Годзи рассказал, что ранее бактерии научили выполнять логические операции, а сейчас их обучили еще и протоколировать это.
«Можно провести аналогию с компьютером, который обычно просто выполняет вычисления, а тут ему дали «черный ящик». По сути, бактерию снабдили «черным ящиком», в который записывается все, что с ней происходило в процессе выполнения операций», — отметил г-н Годзи.
Он рассказал, что примерно год назад другая группа ученых создала первые логические устройства на дрожжах. Тогда впервые удалось заставить специально выведенные клетки дрожжей выполнять функции логической схемы, которые обычно делают из проводов или транзисторов.
Применение этих логических устройств пока непонятно, говорит эксперт. Можно только строить прогнозы.
Так, в настоящий момент одними из самых популярных тестеров окружающей среды, например для проверки экологии в Москве, служат специально выращенные культуры бактерий, которые в одних условиях функционируют лучше, а в других — хуже. Разные культуры бактерий приспособлены к разным условиям. И в условиях высокой загазованности одни бактерии будут выживать лучше, а другие — хуже. «В далекой перспективе ученые, возможно, сделают умный тестер молекулярной среды, созданный не с помощью лабораторных установок, а с помощью бактерий», — прогнозирует г-н Годзи.