Ученые MIT разработали бактериальные транзисторы для печатных живых схем
Ученые Массачусетского технологического института (MIT) превратили бактериальные клетки в биологические транзисторы. Такой подход позволяет создавать живые «печатные платы» прямо в чашке Петри, сообщается в Science Daily. Об этом пишет MiraNews.
В электронике транзисторы действуют как переключатели тока. В новой разработке бактерии управляют перемещением сигнальных молекул между частями биосхемы. Исследователи собрали два типа транзисторов и три дополнительных штамма-реле, которые соединяют их. По словам ведущего автора работы Хамида Дуостхоссейни, этих пяти элементов достаточно для воплощения практически любой вычислительной операции.
Основой компонентов послужила бактерия Pantoea agglomerans, обитающая на поверхности растений. Клетки распознают молекулы OC 6 и OC 12, включаясь или выключаясь при их обнаружении. В ответ они вырабатывают молекулу OHC 14, а релейные штаммы преобразуют ее для передачи следующему транзистору, что делает возможным соединение клеток подобно деталям платы.
Колонии размещали на агаровой среде с промежутком около пяти миллиметров — так обеспечивается направленное распространение сигналов. Опыты показали, что один и тот же транзистор может выполнять разные логические задачи в зависимости от места в цепи. В самой крупной собранной схеме соединили 24 колонии — она выполняла сложение двух входных сигналов.
Старший автор исследования Кристофер Войгт добавляет: объединение простых операций в клетках ведет к сложным вычислениям, не уступающим электронике по возможностям. Правда, каждая операция занимает около восьми часов. Подобные живые вычислители в перспективе прикрепят к корням растений: они смогут распознавать засуху или атаку вредителей и включать защитные механизмы, например синтез фунгицида. Статья вышла в журнале Nature Chemical Biology, работа поддержана DARPA и IARPA.
