Bakterijos taps atminties kaupikliais

Saulenis Pociūnas
2014-12-18
Žurnalas „Science“ rašo apie JAV Masačusetso technologijos instituto mokslininkų išradimą, kuris, rodos, įgalins kurti naujus scenarijus realybėje, o ne fantastiniuose filmuose. Pasirodo, bakterijas galima paversti savotiškais jutikliais ar informacijos kaupikliais. Na, kaip kokias USB „atmintines“... Nors tikslesnis atitikmuo būtų – juostinis magnetofonas.
Bakterijos taps atminties kaupikliais
Žarnyno lazdelė, pasirodo, gali būti geras pavyzdys net IT specialistams: jos puikiai priima ir ilgai išsaugo informaciją, kurią galima lengvai panaudoti, pakartoti ar ištrinti. Tai žarnyno bakterijoms atveria kur kas platesnę pritaikymo erdvę.

Kiek gigabaitų tilps į bakteriją?
Žarnyno lazdelė, pasirodo, gali būti geras pavyzdys net IT specialistams: jos puikiai priima ir ilgai išsaugo informaciją, kurią galima lengvai panaudoti, pakartoti ar ištrinti. Tai žarnyno bakterijoms atveria kur kas platesnę pritaikymo erdvę.
Jos gali būti itin universalūs ekologinio ir medicininio stebėjimo jutikliai. Kol kas mokslininkai „perkando“ E.coli bakterijų DNR, tačiau aišku, jog panašiu keliu eidami genų inžinieriai jau artimiausioje ateityje turėtų „iškoduoti“ ir kitas bakterijas. XXI amžiaus medikai pacientui galės pasiūlyti savotiškus jutiklius - organizme tam tikrą informaciją rinktų įvairios bakterijos.

Ankstesni mokslininkų bandymai išsaugoti informaciją bakterijų genomuose buvo siejami su skaitmenine atmintimi, todėl rezultatai būdavo dviejų rūšių – viskas arba nieko. Organizmai tiesiog įsimindavo, įvyko kas nors ar ne. O naujos technologijos leis ne tik fiksuoti, bet ir panaudoti šią informaciją.
 
Naujas žingsnis
Masačusetso technologijos universiteto profesorius Timothy Lu bei jo kolegos pasirinko analoginės atminties saugojimo sistemą. Ji leidžia bakterijoms fiksuoti, koks stiprus buvo poveikis ir kiek jis tęsėsi.
Kad įgyvendintų šią idėją, mokslininkai sukūrė vadinamąjį genomo magnetofoną. Jau prieš 30 metų buvo nustatyta, kad DNR eiliškumas priklauso nuo retronais pavadintų elementų. Tačiau konkrečios jų funkcijos buvo ne iki galo ištirtos. Mokslininkai privertė ląsteles išskirti specialų fermentą, kuris leidžia į bet kurią ląstelės genomo vietą įrašyti DNR informaciją. Šis fermentas išsiskiria tik tam tikrais atvejais, kai sureaguojama į iš anksto numatytas aplinkybes, pavyzdžiui, šviesos blyksnį.
Būtent dėl galimybės į bet kurią genomo vietą įterpti DNR šią technologiją mokslininkai pavadino „magnetofonu“. Jaunesnės kartos skaitytojai turbūt šiuos įrenginius jau pamiršo, kai didžioji dalis garso ir vaizdo informacijos iš kasečių, juostų ar juostelių perkelta į skaitmenines laikmenas. O mokslininkai po ilgų tyrimų rado būdą, kaip į reikiamą vietą įterpti tam tikrą DNR, kad būtų „įrašomi“ reikiami signalai.
 

Ateitis – biologiniai kompiuteriai
Įdomiausia, kad patobulinta bakterijų atmintis genetiškai perduodama iš kartos į kartą. Mokslininkai rado būdą, kaip šią informaciją „paimti“ arba pakeisti. Jeigu naujoji DNR seka turi, pavyzdžiui, atsparumo antibiotikams geną, mokslininkai gali paveikti bakteriją vaistais ir stebėti, kiek ląstelių išliko gyvos. Gautos proporcijos leis padaryti išvadą dėl poveikio jėgos ir trukmės. „Ištrinti“ bakterijų atmintį galima analogiškai – į tą pačią ląstelės vietą „įrašomas“ kitas DNR fragmentas.
Bakteriniai atmintį turintys įrenginiai gali būti naudojami įvairiuose jutikliuose, kuriuos naudoja aplinkosaugininkai. Be to, tokius „magnetofonus“ galima „įdarbinti“ žmonių žarnyne, kad bakterijos stebėtų, kiek organizme yra riebalų ar cukraus, perspėtų apie prasidėjusius uždegimo procesus.
Laiko klausimas, kada tokios „protingos“ bakterijos „apsigyvens“ biologiniuose kompiuteriuose. T.Lu prognozuoja, kad jo ir kolegų atrasta technologija turėtų išpopuliarėti ir rasti praktinį pritaikymą artimiausiu metu.
Tikimasi, kad netolimoje ateityje bus išrasti maži biologiniai kompiuteriai, kurie judės žmonių kūnais ir stebės mūsų sveikatą. Ne tik stebės – jie patys galės taisyti sveikatos sutrikimus, kompiuterininkai patikslintų - „failų klaidas“.
 
Tarp kitko
Tyrinėtojai iš Karališkojo Londono koledžo įrodė, kad gali sukurti „loginius vartus“, kurie yra kaip šiandieniniai mikroprocesoriai, tik pagaminti iš bakterijų ir cheminių medžiagų.
Profesoriaus Richardo Kitney teigimu, šie loginiai vartai yra savotiškas skaitmeninių technologijų pritaikymo medicinoje pamatas. „Mes įrodėme, kad žmogaus organizme kai kur galima panaudoti bakterijas ir DNR. Būsimieji prietaisai galėtų turėti jutiklius, kurie judėtų arterijomis ir nustatytų galimus užsikimšimus bei po tokią vietą paskleistų medikamentus. Panašų pritaikymą galima būtų pasiūlyti ir onkologijoje – tokie prietaisai galėtų mėginti labai tiksliai naikinti vėžio ląsteles. Tokie prietaisai galėtų būti naudojami oro užterštumui nustatyti“, - teigia R.Kitney.

Komentuoti:

Vardas:
Komentaras:

    Gydytojas ir pacientas


    S.Mikutis: dėl reabilitologų verčiamasi per galvą

    S.Mikutis: dėl reabilitologų verčiamasi per galvą

    „Šiuo metu tikrai yra didžiulis gydytojų reabilitologų poreikis. Todėl įstaigų vadovai, siekiantys aukšto lygi...
    Reta liga sergančią Virginiją nustebino medicinos galimybės

    Reta liga sergančią Virginiją nustebino medicinos galimybės

    „Kuo daugiau veiklos, tada nėra kada dejuoti! Išmokau suprasti organizmo signalus ir rasti laiko poilsiui, supratau, ...

    Budinti vaistinė


    Ar nauji vaistai greičiau ateis į Lietuvą?

    Ar nauji vaistai greičiau ateis į Lietuvą?

    Nuo kitų metų ES startuos svarbus sveikatos politikos pokytis – jungtinis sveikatos technologijų vertinimas (STV). Ar tai bu...
    Vaistinių tinklas „Camelia“ neužleidžia lyderio pozicijų

    Vaistinių tinklas „Camelia“ neužleidžia lyderio pozicijų

    Jau 30 metų gyvuojantis lietuviško kapitalo vaistinių tinklas „Camelia“ lyderio pozicijų rinkoje neužleidžia ne...

    razinka


    Sveika šeima


    Išmanusis muilas – švarioms linksmybėms

    Kad ir kiek žalos pridarė pandemija, tikėjome, kad šio to ir išmokė: rankų higienos taisykles mintinai galėjo išpyškinti ir suaugęs, ir pradinukas. Pasibaigus pandemijai, geriems įpročiams iškilo grėsmė būti užmirštiems. Laimei, higienos įgūdžių svarbos nepamiršta Lietuvos sveikatos mo...

    Sveikatos horoskopas


    Lakpkričio 23-29 d.

    Avi­nas
    Šią sa­vai­tę šil­čiau ren­ki­tės ir ven­ki­te skers­vė­jų. Tre­čia­die­nį ga­li­te su­sap­nuo­ti pra­na­šiš­ką sap­ną. Šeš­ta­die­nis - tin­ka­ma die­na są­na­rių gy­dy­mui ir spe­cia­liems mankš­tos pra­ti­mams.

    Pakalbėkim apie tai



    Redakcijos skiltis


    Komentarai


    Vyrai ir moterys (Nr.3)
    Henrikas Vaitiekūnas Vyrai ir moterys (Nr.3)
    Ar gudresnis valgo skaniau?
    Henrikas Vaitiekūnas Ar gudresnis valgo skaniau?
    Krokodilo kepenys su saldžiąja puterija
    Henrikas Vaitiekūnas Krokodilo kepenys su saldžiąja puterija

    Naujas numeris