Васильчук Сергей Петрович (serg70p) wrote,
Васильчук Сергей Петрович
serg70p

Живая логика: Генетическая память, генетический процессор — Популярная механика



Живая логика: Генетическая память, генетический процессор — Популярная механика

ЖИВАЯ ЛОГИКА: ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ, ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР

 10 1977

Ученые нашли способ вырастить бактериальные клетки, которые работают как крошечные логические элементы: обрабатывают внешние сигналы и сохраняют результаты в своей ДНК, передавая информацию из поколения в поколение.

Методы синтетической биологии позволяют ученым «собирать» биологические системы с определенной функциональностью из генетических элементов, каждый из которых отвечает за одну из выбранных функций. Простейшие биологические «логические схемы» - это генно-инженерные клетки, которые  могут обнаруживать в окружающей среде определенное вещество и реагировать на его появление (например, вырабатывая зеленый флюоресцентный белок - GFP). Можно создать клетки, которые будут обнаруживать пару химических входных сигналов и выполнять логическую операцию И или ИЛИ, реагируя на появление только обоих веществ или любого из них.
Авторы работы, опубликованной в журнале Nature Biotechnology, научили такую систему не только выполнять «вычисления», но и сохранять результаты в своем геноме: «выходной сигнал» не пропадает одновременно с «отключением» входного. 
В клетке, описанной исследователями, ген, отвечающий за производство GFP, блокируется двумя последовательностями нуклеотидов - терминаторами. А при обнаружении каждого из входных сигналов в клетке начинает вырабатываться специфическая рекомбиназа - фермент, способный перестраивать ДНК, вырезая и переворачивая её фрагменты. Чтобы отключить оба терминатора и запустить производство GFP, должны присутствовать обе рекомбиназы. Таким образом, живой логический элемент не просто реализует схему И, но и сохраняет результат в собственном геноме - на протяжении как минимум 90 поколений. 
Подобный принцип может быть использован и для создания биологических «цифро-аналоговых преобразователей» с несколькими входами. Цифровой сигнал на каждом входе (наличие или отсутствие определенного химического соединения) может быть обработан и преобразован в аналоговый - например, количество вырабатываемого GFP.
По сообщению MIT News


Добавлено: 12.02.13





Tags: Гены
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 5 comments