Создан первый в мире гибрид живой клетки и электронного устройства
По словам авторов разработки, это достижение существенно продвинет работы по созданию гибридных сенсорных систем для изучения состояния клеток организма, создания имплантируемых в организм человека аппаратов или повышения вычислительной мощности компьютеров будущего.
До сих пор никому не удавалось создать подобное устройство, которое могло бы контролировать или регистрировать поток ионов через биологическую мембрану. А именно потоки ионов и их концентрации в тех или иных участках тканей определяют колоссальные вычислительные возможности человеческого мозга, помогающие нам слышать, видеть, говорить и мыслить.
Попытка команды Александра Ноя, биолога из Ливерморской национальной лаборатории в США, увенчалась успехом: они использовали кремниевые нановолокна и покрыла их двойным слоем липидов, являющихся основой клеточных мембран, после чего ввела в систему дополнительные мембранные белки. В живых клетках эти белки встраиваются в мембрану, где и выполняют свои функции по переносу ионов через клеточную оболочку.
Как только один из таких белков, грамицидин А, выстроился в мембрану, он начал пропускать через себя протоны - ионы H+, отвечающие за многие параметры биологической водной среды - уровень кислотности, ионную силу и другие. Это немедленно отразилось на электрическом токе, текущем через кремниевые нановолокна, рассказали американские специалисты.
В экспериментах с другим мембранным белком - аламетицином - ученые смогли добиться контроля над транспортной функцией этого белка, варьируя электрический потенциал на кремниевых нанотрубках и уменьшая или увеличивая тем самым поток ионов через мембрану.
Несмотря на то, что ученые находятся в самом начале развития направления гибридных бионаноэлектронных устройств, эксперты полагают, что появления первых практических результатов от развития этих технологий можно ожидать уже примерно через пять лет.
Напомним, в апреле для изучения процессов, проходящих внутри живых клеток, ученые из Университета штата Иллинойс создали специальные наноиглы.
