Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Бактериальная память может быть использована для живых вычислительных систем

Бактериальная память может быть использована для живых вычислительных систем

06 августа 2020


Ученые неоднократно показывали результаты исследований по поводу формирования в бактериях потенциалов действия, как это обычно бывает в нейронах. Данные потенциалы, возникшие лишь однажды, с высокой вероятностью возникают повторно и представляют собой скачки мембранного заряда. Это явление имеет большую схожесть с механизмом сенсибилизации, происходящим в нейронах. Ученые сделали вывод, что некоторые бактерии и их сообщества способны передавать сигналы о текущих событиях и хранить память о них в своих биопленках.

Чтобы доказать это, ученые провели ряд испытаний на бактериях, выращенных в лабораторных инкубаторах с внедрением флуоресцентного тиофлавина Т, который своим свечением выдавал определенную информацию, т. е. выступал в качестве маркера мембранного потенциала. Ученые воздействовали на биопленки бактерий Bacillus subtilis (сенные палочки) специальным синим светом, который должен был вызвать поток ионов через катионные каналы. В ходе испытаний этот свет вызывал гиперполяризацию мембран, что вполне вписывается в нормы проиходящего. Однако, манипулируя увеличением концентрации калия в клетках через калиевые каналы (с удалением их генов) сенных палочек, гиперполяризация не происходила. А это означает, что данное явление напрямую зависит от ионов калия.

Ученые попытались описать все происходящие изменения, используя построенную для этого математическую модель. В ее основу легла описывающая все изменения потенциалов бактериальных клеток модель потенциалов действия Ходжкина-Хаксли. Используя ее, ученые предположили наличие устойчивости во времени гиперполяризации при воздействии синего света. Им удалось подтвердить свою теорию, проведя многочасовой эксперимент с непрерывным воздействием освещения и манипулированием концентрацией калия вне клеток бактериальной биопленки. Мембранный потенциал в ней показал свою зависимость от глутамата, который пробуждает голод и дальнейшую активность бактерий. Колония начинает коммуницировать, передавая и запоминая определенные сигналы. Пассивное колебание потенциалов было характерно только для тех бактерий, которые освещались синим светом. При недостатке калия он поляризовал клетку и наоборот, в то время как остальные клетки гиперполяризовались при повышении концентрации калия вне их.

Такая способность, как возможность бактерий хранить память о событиях, может быть применима в живых биологических вычислительных системах, которые будут использовать ее в качестве безопасного инструмента кодирования и декодирования информации.

DDDNDNDD_DDDNNN

Другая информация

28 сентября 2020
Метиленовый синий окрашивает мозг в фисташковый цвет

Ученые отметили необычное явление при приеме лекарств на основе метиленового синего. Оказывается, он может окрашивать ткани в голубоватый, а мозг в фисташковый оттенок после длительного приема внутрь.

24 сентября 2020
Ученые выяснили, как меняется мозг при длительном пребывании в условиях микрогравитации

Ученые исследовали структуру мозга одиннадцати российских космонавтов, которые выполняли работу на космической станции в среднем в течение 5 месяцев.

21 сентября 2020
Управлять мельчайшими объектами можно с помощью эффекта Казимира

Ученые решили провести эксперимент, используя в качестве проводников тонкие пластинки нитрида кремния, имеющие металлическое напыление, и располагая их рядом с мембраной микроволнового резонатора.

17 сентября 2020
Ученые смогли вырастить искусственные человеческие сердца небольшого размера

Долгое время ученые ограничивались выращиванием тканей сердца и его клеточных линий, однако целый орган, близкий к человеческому анатомически и гистологически, еще не удавалось создать.

14 сентября 2020
Подводный робот Slocum G2 Glider изучил Атлантику по маршруту длиной 22744 км

Подводный аппарат осуществлял исследовательскую миссию, состоящую из четырех этапов, каждый из которых завершался обновлением оборудования: починкой деталей, чисткой и заменой батарей.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!