Бактериите Могат Да Бъдат Програмирани За Събиране На Структури От Златни Частици

{h1}

Бактериалните колонии, програмирани със синтетични гени, могат да съберат микроскопични частици злато в полезни устройства като сензори.

Ново изследване открива бактериални колонии, програмирани със синтетични гени, за да съберат микроскопични частици злато в полезни устройства като сензори.

Тази работа е доказателство „за способността да се развие функционално устройство, като се започне от една клетка“, каза старши автор на проучването Lingchong You, синтетичен биолог от университета Дюк в Дърам, Северна Каролина. „Този ​​процес е аналогичен на програмирането на клетка за отглеждане на цяло дърво.“

Природата е пълна с примери, в които живите същества създават структури, като комбинират органични и неорганични материали. Например, мекотелите растат черупки, а хората растат кости чрез тъкане на молекули на основата на калций с органични компоненти. [Великолепна микрофотография: 50 малки чудеса]

Възможността да се използват бактерии за производството на устройства може да има много предимства пред съвременните производствени процеси, казахте вие ​​и неговите колеги. Например, биологичното производство използва много ефективно суровините и енергията и обикновено е екологично чисто, казаха те.

Предишни изследвания успешно използваха бактерии за сглобяване на устройства, в които са вградени метални компоненти и други неорганични части. В проучване от 2014 г., публикувано в списанието Nature Materials, учените от MIT и техните колеги тъкаха бактерии и неорганични компоненти, като златни частици и микроскопични кристали, в хибридни материали, които могат да излъчват светлина или да провеждат електричество.

Въпреки това, в това проучване от 2014 г., бактериите все още се нуждаят от коаксиране, за да се съберат структури. Сега учените са измислили начин да програмират генетично бактериите, така че да произвеждат устройства сами.

Изследователите на новото проучване включиха серия от синтетични гени E. coli, микроб, който е често срещан в червата на човека. Тези гени работеха заедно като компоненти на електронна схема, за да изпълнят набор от биологични инструкции.

Демонстрация на сензора за налягане, изграден от бактерии в действие като изследовател, изтъква някакъв код на Морс.

Демонстрация на сензора за налягане, изграден от бактерии в действие като изследовател, изтъква някакъв код на Морс.

Кредит: Will (Yangxiaolu) Cao, университет Кара Манке / Duke

Колониите на бактериите прераснали в куполоподобни структури. Изследователите биха могли да променят размера и формата на колониите, като контролират свойствата на порьозните мембрани, върху които растат. Например, промяната на размера на порите или колко мембраните отблъскват водата, влияят на това колко хранителни вещества могат да достигнат до микробите и по този начин да променят техния модел на растеж, според проучването.

Генната верига в бактериите също е карала микробите да генерират протеин, който се придържа към специфични неорганични съединения - в случая микроскопични златни частици. Това е причинило бактериите да създават златни черупки с големина на средна луничка, казват изследователите.

Тези златни черупки могат да бъдат използвани като сензори за налягане, според учените. Изследователите използвали медни проводници за свързване на златни куполи със светодиоди. Когато налягането е приложено върху купол, тази деформация повишава неговата електрическа проводимост, което води до свързания към него светодиод да изсветли определено количество в зависимост от прилаганото налягане.

"За мен най-изненадващата и вълнуваща част от изследването беше, че сензорът за налягане работи толкова добре", казахте вие. „Когато за пръв път измислихме простия дизайн, решихме, че структурите ще бъдат твърде крехки, така че цялото устройство да се срути след едно натискане. И все пак се оказа, че композитните структури са доста издръжливи. Сензорът за налягане работи върху много кръгове на натискане. "

Изследователите подчертават, че те биха могли да произвеждат много повече от просто сензори за налягане с бактерии. "Бихме могли да използваме биологично реагиращи материали за създаване на живи вериги", казва в изявление водещият автор на изследването Уил (Янгсяолу) Као, докторантура в Университета Дюк. „Или, ако успеем да запазим бактериите живи, бихте могли да си представите, че правите материали, които могат да се лекуват и да реагират на промените в околната среда“

Изследователите предупредиха, че биофабриката от генетично модифицирани клетки е в начален стадий. "Процесът със сигурност е досаден и изисква огромно техническо ноу-хау. Полученият сензор за налягане би бил тромав в сравнение с предлаганите в търговската мрежа", казахте вие.

И все пак „това, което демонстрира работата, е принципно нов подход за сглобяване на структурирани материали“, казахте. Тази стратегия има потенциал да събира материали, които могат да реагират на множество сигнали, „да се адаптират към околната среда и да се самолечат, подобно на материали, събрани от биологични организми в природата - например зъби, кости“.

Бъдещите изследвания ще имат за цел да използват бактерии за производството на по-разнообразни структури, казахте. Heand неговите колеги подробно разкриха своите открития онлайн днес (9 октомври) в списанието Nature Biotechnology.

Оригинална статия за WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Може Ли Да Отглеждате Месо От Стволови Клетки?
Може Ли Да Отглеждате Месо От Стволови Клетки?

Новата Слънчева Батерия Може Да Генерира По-Евтина Чиста Енергия
Новата Слънчева Батерия Може Да Генерира По-Евтина Чиста Енергия

Наука Новини


Пчелите Го Правят: Мозъчно Стареене Обърнато
Пчелите Го Правят: Мозъчно Стареене Обърнато

Разкрити Са Подводни Звуци На Разбиващи Се Айсберги
Разкрити Са Подводни Звуци На Разбиващи Се Айсберги

Невероятна Технология: Как Да Проследим Ураганите
Невероятна Технология: Как Да Проследим Ураганите

О, Никога Не Забравяй: Топ 5 Оттеглени Научни Изследвания От 2013 Г.
О, Никога Не Забравяй: Топ 5 Оттеглени Научни Изследвания От 2013 Г.

Мълчаливи, Но Смъртоносни: Половината От Всички Сърдечни Пристъпи Нямат Никакви Симптоми
Мълчаливи, Но Смъртоносни: Половината От Всички Сърдечни Пристъпи Нямат Никакви Симптоми


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com