Создан биодисплей из бактерий кишечной палочки

Американским биотехнологам удалось создать уникальный дисплей из «биопикселей». «Пикселями» в данном случае выступают колонии кишечной палочки. Дисплей способен отображать концентрацию мышьяка в окружающей среде. В последнее время многие ученые пытаются заменить электронные элементы из кремния их биоаналогами.

В октябре этого года французским и британским ученым уже удалось создать из кишечной палочки своеобразное вычислительное устройство, которое складывало химические сигналы, а результат выдавало в виде другого вещества. Новое устройство из кишечной палочки изобрели в калифорнийском университете в Сан-Диего. Электронная новинка стала чем-то средним между химическим датчиком и жидкокристаллическим дисплеем.

Устройство представляет пять тысяч емкость из пяти тысяч микроячеек, разделенных полунепроницаемой мембраной. В каждой ячейки находится колония кишечной палочки, в ДНК которых ученые встроили двухуровневую систему обмена сигналами. Известно, что бактерии кишечной палочки могут предупреждать друг друга о химической опасности или перенаселении, выделяя сигнальные молекулы.

Данный механизм был модифицирован таким образом, что в качестве упомянутых сигнальных молекул бактерии начали выделять флуоресцирующее вещество. Затем ученые расширили радиус распространения сигнала и добавили в ДНК кишечной палочки ген NDH-2. Этот ген научил кишечную палочку синтезировать пероксид водорода и выделять его в виде пара в окружающую среду.

В естественных условиях бактерии опасаются перекиси и сразу «сигнализируют» об опасности, чувствуя угрозу. После всех модификаций бактерия начала использовать пероксид, как сигнал «общения» между колониями, который распространялся через мембрану по дисплею. Таким образом, «пиксели» в дисплее периодически загорались и гасли, демонстрируя аналог генератора тактовой частоты.

Чтобы устройство могло обнаруживать мышьяк в окружающей среде, в ДНК кишечной палочки добавили ген, усиливающий мерцание при обнаружении в окружающей среде соединений мышьяка. Ученые уже планирую разработать на основе этого изобретения, устройство, обнаруживающее различные опасные химические вещества в окружающей среде.