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
15 апреля 2021
Техника ультразвуковой визуализации позволяет читать мысли

Работа новой системы основывается на технологии функционального ультразвука, которая точно отображает нейронную активность из ее источника глубоко в мозге с разрешением около 100 мкм.

12 апреля 2021
Изучена структура углерода под давлением 2000 гПа

Алмазная фаза углерода, как считают ученые, является самой «упрямой» структурой, которая способна сохранится в гораздо большем диапазоне планетарных условий, чем считалось ранее.

08 апреля 2021
Археи искажают свою ДНК экстремальными способами

Микробы-археи могут мгновенно искажать свою ДНК, чтобы включать и выключать нужные гены. Такой вид молекулярной «гимнастики» ранее никогда не наблюдался у других организмов.

05 апреля 2021
Ученые разработали устройство, которое помогает ускорить регенерацию костей

Новый модифицированный метод введения лекарств с помощью специального имплантируемого устройства исключает необходимость в повторных инъекциях.

01 апреля 2021
Искусственный интеллект поможет диагностировать рак молочной железы

Аналитическая система была обучена с помощью процессов машинного обучения, чтобы предсказывать такие молекулярные характеристики, как экспрессия генов и белков и состояние ДНК.

Вся информация


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