Созданы специальные совместимые с микроэлектроникой бактерии, способные стать элементами биологических микропроцессоров

Синтетическая биология и микроэлектроника

Группе ученых, в которую входили представители из научных учреждений самых различных стран и направлений, удалось вырастить специальный вид бактерий и соединить этих бактерий с элементами микроэлектронных схем для того, чтобы получить так называемые «бактериальные интегральные схемы». Основой функционирования одного «бактериального элемента» является динамика популяции его бактерий, которая превращает его в синхронизированный генетический генератор. Управление всем этим осуществляется путем регулирования концентрации ионов тяжелых металлов в среде существования этих бактерий, а результатами работы бактерий является концентрация заряженных ионов, входящих в состав метаболитов (продуктов жизнедеятельности бактерий), которая считывается при помощи специальных электродов.

Более того, создав матрицу миниатюрных электродов и связей между ними, можно составить достаточно сложные генетико-электронные схемы, нацеленные на выполнение определенных функций и способных взаимодействовать с другими подобными схемами или различными чисто электронными устройствами. Все это открывает массу новых возможностей в областях синтетической биологии, аналитической химии, микроэлектроники и т.п.

Одной из главных проблем «бактериальных чипов» является их малое быстродействие. К примеру, созданный учеными экспериментальный датчик демонстрирует реакцию спустя 40 плюс минус 10 минут на оказанное воздействие. Длительность этой реакции напрямую зависит от скорости обмена белками между бактериями и у ученых уже имеются некоторые идеи насчет существенного ускорения этого процесса.

Бактериальная интегральная схема

Второй «Ахиллесовой пятой» данной технологии является ее чувствительность к загрязнениям, ведь некоторые вещества, попавшие в среду обитания бактерий извне, могут спровоцировать процессы, которые приведут к появлению неправильных результатов из-за воздействия этих веществ на бактерии, воздействия на электроды или другие элементы устройства. Сейчас данная проблема решается путем использования одноразовых оснований и матриц электродов в каждом эксперименте, не в будущем ученые могут найти подходящие технологии защиты и удаления продуктов метаболизма бактерий, что позволит использовать «бактериальные чипы» в течение длительного времени.

Результаты данной работы и будущих работ в этом направлении могут привести нас к возможности создания гибридных вычислительных устройств, в которых множество бактериальных элементов, объединенных в единую схему, обрабатывает входящую информацию определенным способом и выдает результаты этой обработки электронным устройствам. И такие гибридные вычислительные устройства, несмотря на их малое быстродействие, смогут выполнять очень специфические задачи или работать в условиях, в которых в силу разных причин не может работать традиционная электроника.

Ключевые слова:
Синтетическая, Биология, Микроэлектроника, Бактерии, Элемент, Вычисления, Микропроцессор, Чип, Электрод

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Голографические хранилища данных от Microsoft Research могут стать будущим облачных технологий
Ни для кого не является секретом, что все, связанное с информацией в наш цифровой век, начинает плавно смещаться в сторону так называемых облачных технологий. ...
MuZero, новый искусственный интеллект от DeepMind, способен стать мастером в различных играх, изначально не зная их правил
На страницах нашего сайта мы в свое время уделили достаточно много внимания компании DeepMind из Лондона, которая является филиалом Alphabet, другими словами, компании Google. ...
В Китае завершено развертывание первой в мире интегрированной квантовой коммуникационной сети
Ученые, инженеры и другие специалисты из нескольких китайских ведущих научных учреждений, возглавляемые учеными из китайского Научно-технического университета в Хэфэе, завершили развертывание первой и самой ...
Созданы новые лазеры, способные обеспечить скорость передачи информации на уровне 224 гигабита в секунду
Широкое распространение различных сервисов, работающих с большими объемами информации, таких, как передача потокового видео с высоким разрешением и конференц-связь, уже начинает требовать расширения пропускной ...
Атомристор — самая маленькая на сегодняшний день ячейка памяти
Ученые и инженеры из Техасского университета создали то, что можно назвать самым маленьким на сегодняшний день устройством хранения информации. Эта ячейка памяти, размером в ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика