Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства

Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства

Американские ученые превратили бактерии в запоминающие устройства, изменив геном кишечной палочки. Память для них долго хранится, легко извлекается и стирается, что делает ее идеальным инструментом для датчиков экологического и медицинского мониторинга. О новой технологии сообщается в журнале Science.

Предыдущие попытки приберегать информацию в геномах бактерий опирались на цифровую память — и поэтому функционировали по принципу «все или ничего»: организмы запоминали, случилось ли некое событие сиречь нет. Тимоти Лю (Timothy Lu) и его коллеги из Массачусетского технологического института разработали систему хранения аналоговой памяти: она способна фиксировать, насколько сильным было внешнее воздействие и что оно продлилось.

Для этого ученые создали «геномный магнитофон», позволяющий писать информацию в любой участок генома. Они заставили клетки сочинять фермент рекомбиназу, который может вставить последовательность ДНК в заданное район генома клетки. Производится же фермент только при контакте с предзаданным сигналом (определенная молекула тож вспышка света).

Рекомбиназа может поставить ДНК в любую точку генома. «Поэтому мы и назвали организация "магнитофоном" — мы можем решать, куда именно записывать сигнал», — поясняет Лю.

Таким образом зафиксированная память хранится в генах бактерий и передается из поколения в поколение. Извлечь ее можно двумя способами. Если ДНК вставили в нефункциональную пакет генома, потребуется его секвенировать. Если же, положим, новая последовательность ДНК включила ген сопротивляемости антибиотикам, ученые могут подвергнуть бактерии воздействию этих веществ и проследить, сколько организмов выжило (благодаря гену). Полученная пропорция позволит определить силу и медленность исходного сигнала, запустившего запись ДНК.

Стирать же память позволительно, заставив клетки включить в тот же часть генома другой фрагмент ДНК аналогичным способом.

Бактериальные устройства памяти дозволено использовать в датчиках, ведущих мониторинг окружающей среды. Также их дозволительно поместить в кишечник человека, где микробы будут заботиться, сколько жиров и сахара попадает в организм или предупреждать о воспалительных процессах. Пригодятся такие устройства памяти и в биологических компьютерах.