Замена неону: светящиеся бактерии синхронизированы

Периодическая биолюминесценция вызвана применением флуоресцентных белков бактерий, связанных с их биологическими часами. Но синхронизация миллионов бактерий, необходимых для потенциально полезных приложений, создает дополнительные проблемы, и именно здесь, это последнее исследование получит свое признание.

Эти бактерии способны общаться и координировать друг друга с помощью механизма, известного как кворум. Тем не менее, ответ слишком долгий для мгновенного синхронизирования освещения на этой шкале. Вместо этого, команда биологов и биоинженеров обнаружила, что газ, испускаемый бактериальными колониями, может быть разделен между колониями для достижения синхронизации.

Одна колония флуоресцирующих бактерий составляет то, что исследовательская группа назвала биопикселем, сотни или тысячи которых могут быть включены в микрофлюидный чип. В этом чипе, газы, испускаемые каждым биопикселем, являются общими, а общая периодическая флуоресценция синхронизирована. Были созданы чипы, включающие от 500 до 13000 биопикселей, из которых могут быть созданы мигающие вывески и знаки, заменив традиционные неоновые. Крупнейшие чипы размером, примерно, с канцелярскую скрепку.

Есть и другие возможности применения, благодаря дополнительным характеристикам бактерий. Группа исследователей показала, что теория может быть применена для создания биологических сенсоров, так как бактерии реагируют на присутствие многочисленных токсинов и микроорганизмов. В частности, команде удалось успешно замедлить скорость, с которой бактерии флюоресцировали, воздействуя на них мышьяком.

Видео ниже из Калифорнийского университета в Сан-Диего демонстрирует флуоресцирующие бактериальные биопиксели в синхронизации.