Ученым удалось превратить бактерии в аналоговые запоминающие устройства

Изменив геном кишечной палочки, американским ученым удалось превратить бактерии в аналоговые запоминающие устройства, сообщается в журнале Science.

По словам авторов работы, на них долго хранится память, а также она легко извлекается и стирается. Эти свойства делают ее идеальным инструментом для датчиков медицинского и экологического мониторинга.

Отметим, что предыдущие попытки ученых сохранить информацию в геномах бактерий опирались на цифровую память и, как следствие, функционировали они по принципу «все или ничего» (организмы могли запоминать, случилось ли какое-либо событие или нет).

Новая система хранения аналоговой памяти способна зафиксировать силу внешнего воздействия и продолжительность этого воздействия.

В рамках работы был создан так называемый «геномный магнитофон», который позволяет записывать информацию в любой участок генома. Ученые заставили клетки вырабатывать фермент рекомбиназу, способный вставить последовательность ДНК в заданное место генома клетки. Данный фермент производится исключительно при контакте с заданным заранее сигналом (например, определенная молекула или вспышка света).

Зафиксированная таким образом память хранится в генах бактерий и передается из поколения в поколение, а извлечь ее можно двумя способами. В случае когда ДНК была вставлена в нефункциональную часть генома, потребуется его секвенировать, а когда новая последовательность ДНК включила ген сопротивляемости антибиотикам, то здесь ученые могут подвергнуть бактерии воздействию этих веществ и выявить, сколько организмов выжило (благодаря гену). Полученная таким образом пропорция позволит установить силу и продолжительность исходного сигнала, запустившего запись ДНК.

Что касается стирания такой памяти, то для этого можно заставить клетки включить в тот же участок генома другой фрагмент ДНК аналогичным способом.

Авторы работы считают, что такие бактериальные устройства памяти могут найти применение в датчиках, осуществляющих мониторинг окружающей среды. Помимо этого, их также можно поместить в кишечник человека, и микробы будут следить за попаданием в организм жиров и сахара или предупреждать о воспалительных процессах.