Бактерии могут быть запрограммированы на создание структур из золотых частиц

Бактерии могут быть запрограммированы на создание структур из золотых частиц

Новое исследование обнаружило, что колонии бактерий, запрограммированные синтетическими генами, могут собирать микроскопические частицы золота в полезные устройства, такие как датчики.

Эта работа является доказательством «способности вырабатывать функциональное устройство, начиная с одной клетки», — сказал старший автор книги Lingchong You, синтетический биолог из Университета Дьюка в Дареме, Северная Каролина. «Этот процесс аналогичен программированию ячейки для выращивания всего дерева».

Природа полна примеров, в которых живые существа создают структуры, комбинируя органические и неорганические материалы. Например, моллюски выращивают раковины, а люди растут в костях, плетя молекулы на основе кальция с органическими компонентами.

Способность использовать бактерии для изготовления устройств может иметь много преимуществ для текущих производственных процессов. Например, биологическое производство очень эффективно использует сырье и энергию и, как правило, является экологически чистым.

Предыдущие исследования успешно использовали бактерии для сборки устройств, которые включали металлические компоненты и другие неорганические части. В исследовании 2014 года, опубликованном в журнале NatureMaterials, ученые в Массачусетском технологическом институте и их коллеги скомбинировали бактерии и неорганические компоненты, такие как частицы золота и микроскопические кристаллы, в гибридные материалы, которые могли излучать свет или проводить электричество. Теперь ученые разработали способ генетически программировать бактерии, чтобы они сами производили устройства.

Исследователи включили ряд синтетических генов в кишечную палочку, который распространен в кишечнике человека. Эти гены работали вместе как компоненты электронной схемы для выполнения набора биологических инструкций.

Колонии бактерий превратились в куполообразные структуры. Исследователи могли изменить размер и форму колоний, контролируя свойства пористых мембран, на которых они выросли. Например, изменение размера пор или количество отброшенных мембран воды повлияло на то, сколько питательных веществ может достигнуть микробов и, таким образом, изменить их прирост, согласно исследованию.

Схема гена в бактериях также имела микробы, генерирующие белок, который фиксируется на определенных неорганических соединениях — в данном случае микроскопических частиц золота. Исследователи сказали, что это вызвало появление бактерий для создания золотых оболочек.

По словам ученых, эти золотые оболочки могут использоваться в качестве датчиков давления. Исследователи использовали медные провода для подключения золотых куполов со светодиодами. Когда к куполу прикладывалось давление, эта деформация увеличивала его электропроводность, приводя к тому, что светодиод подключался к нему, чтобы осветить определенное количество времени в зависимости от применяемого давления.

«Для меня самой удивительной и захватывающей частью исследования было то, что датчик давления работал так хорошо, — сказал LingchongYou. «Когда мы впервые придумали простой дизайн, мы подумали, что структуры будут слишком хрупкими, и все устройство может рухнуть после одного нажатия. Однако оказалось, что составные структуры были достаточно устойчивыми».

Исследователи подчеркнули, что они могут производить гораздо больше, чем просто датчики давления с бактериями. «Мы могли бы использовать биологически отзывчивые материалы для создания живых схем», — говорится в заявлении ведущего автора Will (Yangxiaolu) Cao, постдокторского исследователя из Университета Дьюка. «Если бы мы смогли сохранить бактерии живыми, то могли бы получить материалы, которые могли бы исцелять их и научить реагировать на изменения окружающей среды».

Исследователи предупредили, что биообработка генетически модифицированными клетками находится в зачаточном состоянии. «Процесс, конечно, утомительный и требует огромных технических ноу-хау, и полученный датчик давления будет дорогим по сравнению с остальными», — сказал LingchongYou. «Тем не менее, то, что демонстрирует работа, является принципиально новым подходом к сборке структурированных материалов».

LingchongYouутверждает, что будущие исследования будут направлены на использование бактерий для изготовления более разнообразных структур.


Гость, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


 
Свежее новое
  • Искусственный интеллект смог визуализировать 2D изображения.
  • Ученые из Вашингтона разработали модель, которая способна воссоздавать движения человека на фотографиях и картинах. Она создает для него 3D модель и
  • Искусственный интеллект, робот Вера, получил 226 млн рублей
  • ФРИИ и Кировский завод вкладывают 226 миллионов рублей в представителя «Сколкова» — компанию «Стафори», создавшую робота-рекрутера. Искусственный
  • В Москве состоялся финал PicsArt AI Hackathon, с самым крупным призовым фондом в истории
  • 30 ноября-2 декабря, в Москве прошел крупнейший хакатон в сфере искусственного интеллекта и компьютерного зрения - PicsArt AI Days. На хакатон было
  • В следующем году в Москве, заработает видеоконтроль, способный обнаружить преступников
  • Как рассказал в своем сообщении Сергей Собянин, новая система будет способна анализировать записи с видеокамер. Быстрая обработка данных позволит
  • В Москве пройдет один из крупнейших хакатонов в мире в сфере искусственного интеллекта
  • PicsArt, ведущая творческая платформа для создания контента и визуализации историй в социальных сетях с более чем 100 миллионами активных
Последние комментарии
Каким был первый робот в мире? Происхождение слова "Робот"
Восхищения нет предела делу ваших рук и идей. Хочется склонить голову перед вашим трудом, хотя твердо придерживаюсь Библии (не поклоняться идолам)
Как работает Любовь? Квантовая связь нейронной активности Людей
Я думаю, когда начнется квантовое взаимодействие мржду человеком и ИИ это и будет началом конца.
Как работает Любовь? Квантовая связь нейронной активности Людей
Как вы считаете, возможно ли образование квантовых взаимодействий между человеком и ИИ? 
Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» как основа Технологической Сингулярности России
А почему бы сразу СИИ не запустить в другую галактику, может там нет коррупции, воровства, плебейства и прочей муры, которая не только мешает
Искусственный Интеллект. Концепция развития и внедрения Искусственного Интеллекта (Искусственной Аналитики)
Согласен. проблема ИИ не в наборе задач. Главная проблема - познание процесса мышления как феномена физиологии головного мозга человека.
Мы в социальных сетях
Статистика
0  
Всего статей 1538
0  
Всего комментариев 74
0  
Пользователей 64