Wissenschaftler verwandelten in E. coli Universal biocomputers

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© Illustration von RIA Novosti . Alina ПолянинаТак Künstler stellte sich die Kommunikation der Bakterien-биокомпьютеровТак художник представил себе общение бактерий-биокомпьютеров

MOSKAU, 27. Juli – RIA Novosti. Genetik verwandelt eine gewöhnliche E. coli in das biologische Analogon des Computers, die Rolle der elektrischen Signale in dem spielen kurze RNA-Moleküle, und erstellt auf Ihrer Basis Rekordzeit Komplexes logisches Schema, heißt es in einem Artikel in der Zeitschrift Nature.

„Wir konnten einzubetten zwei voneinander unabhängige logische Gerät in eine Bakterie, die es gibt zwei verschiedene Arten von leuchtenden Proteinen. Dies öffnet den Weg für die Erstellung von Biosensoren, ganz умещающихся in einer einzigen Zelle. Darüber hinaus, ein ähnliches System leicht zu verpflanzen und in andere Arten von Keimen“, sagt Kim Джонмын (Kim Jongmin) an der Harvard University (USA). Лабораторные исследования

Im letzten Jahrzehnt биотехнологи haben viele Miniatur-Bio-Geräte, wiederholen Funktion Ihrer unbelebten Pendants. Insbesondere gibt es bereits mehrere Dutzend DNA-Computer, komplette EDV-Gerät und Anzeige von Kolonien von E. coli, und vor zwei Jahren Biologen aus den USA haben Bio-Computer, der einige verschiedenen Stämmen von Bakterien.

Alle diese „Bio-digitalen Technologien“ haben zwei gemeinsame Nachteile – Ihre Arbeit in der Tat nicht ändern, ohne die DNA vollständig von Keimen, und Sie arbeiten sehr langsam aufgrund der Tatsache, mit welcher Geschwindigkeit ausgelesen DNA und die Verbreitung von Informationen in der Welt der Mikroben. Aus diesem Grund haben die Wissenschaftler haben ganz viele einfache биокомпьютеров, die eine logische Operation, und äußerst selten versucht, ein etwas komplexer.

Джонмын und seine Kollegen konnten dieses Problem umgehen, indem Sie die erste Universelle Mensch-Maschine, die fähig ist, erfüllen alle Funktionen der Halbleiter-Prozessoren zu ersetzen DNA-Stränge, die üblicherweise in ähnlichen bakteriellen „Prozessoren“, auf dem kurze RNA-Moleküle, ähnlich in seiner Form auf die Stifte oder Nieten.

Diese Stollen, wie die Wissenschaftler erklären, können Ihre Form verändern, wenn zu ihm gesellt sich ein weiteres RNA-Molekül mit einem geeigneten Satz von „Buchstaben“. Dies ist wichtig aus dem Grund, dass die Form der RNA-Stränge bestimmt, ob das Ribosom, die zelluläre Fabrik für den Zusammenbau von Proteinen, Lesen Sie und sammeln Sie ein vollwertiges Protein-Molekül, zwingt die Zelle, Ihr Verhalten zu ändern oder zu beantragen, ein bestimmtes Signal.

Dementsprechend ist die Kombination der verschiedenen Arten von Stollen und mit Ihnen sich verbindenden DNA-Stränge, erstellen Sie die Entsprechungen der logischen Elemente in den Halbleiter-Chips, die fähig sind, erfüllen die selben Operationen wie UND, ODER, exklusiv-ODER und NICHT.

Hier kommt die zweite wichtige Eigenschaft dieser RNA-Moleküle – Sie sind vollständig synthetische und ähnliche Moleküle treten nicht innerhalb von Mikroben. Dies ermöglicht es dem „kleben“ praktisch irgendeine Anzahl von solchen „logischen Knoten“, nicht aus Angst, dass Ihre Arbeit behindern Prozesse innerhalb einzelner Keime oder gemeinsam eine logische Reihenfolge. Американские биологи научили обезьян управлять виртуальными конечностями: в ходе эксперимента испытуемые заставляли своего «аватара» класть руки на два круглых объекта, показанных на компьютерном мониторе, используя при этом сначала джойстики, а затем – исключительно силу мысли.

Geleitet von solchen Vorstellungen, die Wissenschaftler haben einige Universelle Recheneinheiten von RNA-Molekülen, die Behandlung alle vier zugrunde liegenden logischen Operationen und, beliebige logische Ausdrücke. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass Sie arbeiten, Sie haben mehrere solcher Einheiten in einem komplexen System von 444 Glieder, Laufzeit 12 logische Operationen und weiterverarbeitenden fünf verschiedenen chemischen Signalen.

Ähnliche RNA-Computern, wie sagen die Wissenschaftler, können in der Zukunft verwendet werden für die Beobachtung komplexer Prozesse innerhalb von lebenden Zellen sowie für die Erstellung von „Live“ – sensoren, die erkennen verschiedene änderungen in den Bedingungen der Umwelt und berichten darüber dem Menschen.