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
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

28 мая 2022
Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

Вся информация


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