Учёные обучили клетки растений логическим операциям

Группа генетиков из Университета западной Австралии научила клетки растений выполнять логические операции NOT, AND и OR. Тем самым учёные расширили арсенал биокомпьютеров — систем на основе живых клеток, которые могут выполнять логические операции. Результаты проведённого исследования были опубликованы в журнале Nature.

Источник изображения: Pixabay

Живые клетки могут давать ответные реакции на присутствие фермента рекомбиназы, выработка которого стимулируется за счёт нагревания или добавления синтетического гормона коры надпочечников дексаметазона. В ответ на это в клетках активизируются так называемые репортёрные белки. В рамках нынешнего исследования их роль выполнял зелёный флуоресцентный белок.

В процессе обучения биокомпьютеров учёные задействовали два вида рекомбиназы. Так для выполнения операции OR необходимо присутствие хотя бы одной из двух рекомбиназ, тогда как для операции AND — двух. Успешность выполнения операций определялась по активации репортёрного белка (клетки начинали светиться). Отмечается, что в рамках исследования генетикам удалось реализовать выполнение более сложных операций, например, активацию в присутствии одной из рекомбиназ, но не обоих сразу.

Источник изображения: Nature

Авторы исследования уверены, что проделанная ими работа приближает учёных к созданию ячеек памяти, которые аналогичны памяти в вычислительных машинах, на основе живых клеток. Экспрессия генов в такой модели постоянна и после активации не зависит от внешних условий, в отличие от естественной клеточной регуляции.