Австралийские генетики расширили арсенал биокомпьютеров — живых клеток, способных выполнять некоторые логические операции. В этот раз осуществлять операции YES, NO, AND, OR, и более сложные, научили клетки растений. Статья опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Растительная биотехнология в основном опирается на ограниченный набор генетических частей с ограниченной возможностью настройки пространственно-временных и условных шаблонов экспрессии. Синтетические генные схемы обладают потенциалом для интеграции нескольких настраиваемых входных сигналов через процессорное устройство, сконструированное из биологических частей, для получения предсказуемого и программируемого вывода. Здесь мы представляем набор функциональных генных схем на основе рекомбиназы для использования в растениях. Сначала мы установили ряд ключевых компонентов генной схемы, совместимых с функциональностью растительных клеток. Затем мы использовали их для разработки ряда операционных логических вентилей, используя функцию идентификации (активации) и функцию отрицания (репрессии) в протопластах Arabidopsis и in vivo, демонстрируя их полезность для программируемого манипулирования транскрипционной активностью в сложном многоклеточном организме. В частности, используя рекомбиназы и элементы управления растениями, мы активировали трансгены в вентилях YES, OR и AND и репрессировали их в вентилях NOT, NOR и NAND; мы также реализовали вентиль A NIMPLY B, который сочетает активацию и репрессию. Благодаря использованию генетической рекомбинации эти схемы создают стабильные долгосрочные изменения в экспрессии и записи прошлых стимулов. Эта очень компактная программируемая платформа генной схемы обеспечивает новые возможности для проектирования сложных транскрипционных программ и ранее не реализованных признаков в растениях.

Разработки биологических компьютерных систем, как ДНК-ориентированных, так и построенных на белковой логике – перспективное направление исследований, будущая площадка на которой могут быть созданы прорывные стартапы.

В университете штата Иллинойс в городе Урбана (США) уже пятый год разрабатывается инновационный проект: ученые создают миниатюрных роботов, в «тела» которых вживляются настоящие, живые клетки мышц. Основа микромашин — специальный гель, напечатанный на 3D-принтере. Однако введенные туда клетки являются полноценным биологическим материалом. Таким образом, создание и разработка биороботов сегодня уже реальность. Для чего нужны подобные механизмы и как они создаются?

В этой работе человеческий мозг рассматривается, как гигантский биокомпьютер, в несколько тысяч раз более сложный, чем любая вычислительная машина, сконструированная человеком к 1965 году из небиологических элементов. Число нейронов человеческого мозга оценивается приблизительно в 13 миллиардов, причём число глиальных клеток ещё раз в пять больше. Все части этого компьютера непрерывно работают, совершая миллионы вычислений параллельно и последовательно. Он имеет около двух миллионов визуальных входов и около ста тысяч акустических. Трудно сравнивать работу столь грандиозного компьютера с любым искусственным, существующим сегодня, в связи с его весьма совершенным и сложным устройством.

Процессор биокомпьютера имеет площадь всего 1,5 см2 . В нем вытравлены каналы, переносящие вместо электронов короткие белковые нити. Двигаться их заставляет аденозинтрифосфат, химическое соединение, обеспечивающее перенос энергии между живыми клетками

Команда из Тель-Авивского университета (Израиль) создала первого гибридного робота, который слышит звуки ушами, пересаженными от саранчи. Робота назвали Ear-bot — «ухо-бот».

Шаг за шагом ученые из США разбираются, как сделать так, чтобы саранча с вживленными электродами могла определить по запаху взрывчатку, найти источник запаха и сообщить об этом человеку. Новое исследование доказывает: эти насекомые могут быстро и точно отличать тротил от динитротолуола.

Программируемых «ксеноботов» создали из клеток африканской водной лягушки семейства шпорцевых американские ученые. Такие роботы могут двигаться, переносить крошечные грузы, регенерировать и — в будущем — очищать океан и организм человека.

Молекулярные биологи из Массачусетского технологического института превратили кишечную палочку в конечный автомат — систему, которая принимает одно из нескольких состояний в зависимости от внешнего воздействия. Более того, бактерии запоминали те операции, которые они выполняли. Исследование опубликовано в журнале Science, кратко о нем сообщает пресс-релиз MIT.

Одних датчиков для работы биокомпьютера мало, ему нужна еще и память. Было обнаружено, что обезвоженный родопсин может быть зафиксирован на определенной стадии фотохимического цикла, благодаря чему сохраняется записанное на нем изображение. А это означает, что его можно использовать как своеобразный фотоматериал с высокой разрешающей способностью. Добавьте к нему лазерную технику, позволяющую быстро записывать и стирать оптическую информацию, — и запоминающее устройство для компьютера готово.

Американские ученые создали из отдельных клеток сложные трехмерные структуры, которые можно использовать для тестирования лекарств, изучения мозга и даже создания биовычислительных устройств.

Военные все чаще проявляют интерес к разработкам искусственного интеллекта, однако не собираются создавать его с нуля. Вместо этого DARPA предлагает миллион долларов тому, кто придумает лучшее решение по созданию ИИ на основе мозга насекомых.