domingo, 23 de março de 2014

Rise of the CADEIRAS DE VIDA: boffins MIT transformar E. coli em futurista fábrica de material


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Em poucos anos, a sua cadeira poderia ser feito de um material vivo, de acordo com uma equipe de MIT boffins que trabalharam como obter bactérias para ajudá-los a fabricar itens.


A descoberta foi anunciada no domingo na Síntese e padronização de materiais multiescala ajustáveis ​​com trabalho acadêmico células modificadas publicado na revista acadêmica Nature. A pesquisa é mais um passo em uma nova fronteira de pesquisa que busca tornar o mundo orgânico como programável como o digital.







"O que temos sido capazes de alcançar aqui é usar a viver comunidades celulares para organizar e tornar os sistemas de materiais não-vivos", explicou o professor associado do MIT Timothy Lu em um bate-papo com o The Register. "Meu pensamento é que as ferramentas da biologia sintética pode ser usada para programar sistemas celulares para produzir novos materiais de baixo para cima."


Especificamente, os pesquisadores do MIT foram capazes de colocar as bactérias para trabalhar a produção de biofilmes condução, alguns dos quais foram enchidas com pontos quânticos, e organizando nanofios de ouro. Isso abre o caminho para o desenvolvimento de massa fabricados fábricas de materiais à base de células, e até mesmo "materiais vivos" que têm algumas das propriedades desejáveis ​​de ossos ou árvores, Lu confirmada.


Eles foram capazes de fazer isso usando E. coli, o que naturalmente cria biofilmes contendo proteínas amilóide fibrilas que, um pouco como os ganchos em velcro, ajudá-la a fixação em superfícies. Os ganchos nesta velcro gloopy são feitas a partir de uma cadeia de unidades de repetição da proteína chamada CSGA, que pode ser modificada pela adição de péptidos, que podem ser utilizadas para permitir que as peças de materiais específicos de captura de filme, tais como as nanopartículas de ouro.


Para o experimento, os pesquisadores desativada E. a capacidade da coli para produzir CSGA e substituiu-o com uma cepa geneticamente modificada que iria produzi-lo apenas quando uma molécula chamada AHL estava presente, deixando-os controlar onde e quando as bactérias produziram um biofilme.


Eles, então, projetada para produzir outra estirpe CSGA com um peptídeo específico feito de polyhistidines, mas apenas quando uma outra molécula chamada ATC estava presente. Se as nanopartículas de ouro são adicionados à lama, que se ligarão aos histidinas nos péptidos.


Isso deu aos pesquisadores dois botões de discagem sobre as bactérias, e, adicionando ou reduzindo a quantidade de AHL e aTc no E. modificado ambiente de coli que poderiam controlar com precisão não só a produção de biofilme, mas também a produção de biofilme que agarrar qualquer ouro adicionado à mistura. Ao fazer isso, eles foram capazes de criar um quadro para a construção de circuitos de ouro.


"Fibrilas amilóides montados pelas células constituem um andaime versátil que pode co-organizar e sintetizar fluorescente [Quantum Dots], bem como nanofios de ouro, nanobastões e nanopartículas," escrevem os pesquisadores.


Os pesquisadores também fizeram passos hesitantes em direção a ser capaz de delegar o controle de fabricação de circuitos até as próprias bactérias, inspirando-se colônias de formigas.


"As bactérias segregam moléculas pequenas que eles usam para se comunicar uns com os outros", explicou Lu. "Nós cooptados esse módulo comm [e] disse a um grupo de bactérias para dizer ao outro grupo de bactérias quando girar sobre a criação de bactérias do outro. Ao longo do tempo a mais do sinal está presente a mais sai da célula recebeu . Ao longo do tempo cada vez mais o material será dominada pelo que a célula receptora é tomada ".


Isto é semelhante ao comportamento visto em formigas "o tempo todo", disse Lu, e entusiasmou-se: ". Não há mestre arquiteto por trás dele há emergência nesta propriedade."


"Assim, temos demonstrado uma plataforma de celular projetado que sintetiza e padrões auto-montagem de materiais com funcionalidade controlável, estrutura e composição", explicaram os pesquisadores no jornal acadêmico discutindo a pesquisa.


No futuro, a equipe pretende explorar a fabricação em massa de materiais usando este método, e Lu tem planos para explorar o uso de outro "material de fotossíntese", para que as bactérias de montagem pode fazer uso da energia do sol.


Lu imagina um futuro a longo prazo onde os cientistas (e mais tarde, empresas) podem criar materiais que podem extrair energia do mundo ao seu redor.


"Ligando-se a outros recursos facilmente acessíveis no ambiente poderia ser uma forma de tornar os materiais que pudessem se auto-sustentar no mundo real", explicou.


Diante desse avanço, o que poderia uma aplicação potencial deste campo de pesquisa ser? Idéia "mais radical" de Lu é uma cadeira de viver, disse ele.


"Tudo à nossa volta é praticamente morto", continuou Lu. "Imagine ter uma cadeira onde você está sentado sobre ele por um longo tempo e que remodela para apoiar as áreas de stress."


Mesmo o Terminator precisa de um sofá. ®



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