Международный коллектив биологов вырастил несколько необычных штаммов бактерий, объединенных в своеобразный биокомпьютер, управляющий поведением ряда других микробов, что в перспективе позволит ученым создавать полноценные «живые» логические схемы, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«В нашем организме есть несколько десятков типов клеток, начиная с кожи и заканчивая клетками поджелудочной железы, которые взаимодействуют друг с другом и координируют свои действия, что позволяет нам, собственно, жить. Для этого клетки обмениваются множеством сигнальных молекул. Мы взяли их в качестве образца и попытались воспроизвести данную систему с нуля внутри очень простых организмов», — рассказывает Мэтью Беннетт (Matthew Bennett) из университета Райса в Хьюстоне (США).
Руководствуясь этой идеей, Беннетт и его коллеги использовали те механизмы, которые наши клетки используют для общения между собой, для создания простейшей логической схемы из трех видов микробов, аналога логической операции «НЕ», исполняемой практически любым микропроцессором.
Для этого ученые вставили в два разных штамма обычной кишечной палочки два противоположных по смыслу набора генов, которые заставляли этих микробов синтезировать сигнальные молекулы, включавшие или выключавшие наборы генов в третьей популяции бактерий.
Если поместить все три компонента «логической схемы» в одну и ту же пробирку, возникнет интересная вещь – взаимодействие этих микробов приведет к тому, что они объединятся в своеобразный живой аналог другого важного компонента микроэлектроники – генератор опорной частоты. Он представляет собой особое устройство, своеобразный электронный «маятник» или «часы», позволяющие синхронизировать работу множества отдельных компонентов микросхемы или иного электронного прибора.
Подобные биологические «логические схемы» и часы могут быть использованы в будущем, как мечтают ученые, для того, чтобы управлять работой бактериальных биокомпьютеров в нашем кишечнике. К примеру, человек может съесть йогурт, и «запрограммированные» микробы в его кишечнике начнут производить лекарство, заставлять других обитателей микрофлоры повысить свою активность или исполнять какие-то другие сложные функции.
