Ученые разработали живые диоды из клеток сердечной мышцы

Использование мышечных клеток открывает путь к появлению функциональных биологических структур или «органических компьютеров», с помощью которых органы смогут управлять механическими устройствами внутри организма.

Ученые расположили два типа клеток в форме прямоугольника, возбудимые клетки отдельно от невозбудимых, что позволяет преобразовывать электрический сигнал однонаправленно и создавать тем самым диоды из живых клеток. Вдобавок естественная способность мускулов к сокращению позволила ученым передать информацию, заключенную в электрическом сигнале, меняя частоту электрической активности клеток.

«Клетки мускулов обладают уникальной способностью реагировать на внешние сигналы, будучи соединенными с фибробластами посредством межклеточных связей. Скомбинировав эти два типа клеток, мы получили способность запускать, усиливать и передавать сигналы направленно, — говорит Пинар Зорлутуна, руководитель команды ученых. — Успех этих диодов из клеток мускулов открывает путь к соединению таких клеточных микросхем с живыми системами — и к созданию действующих блоков управления биоинженерными устройствами, биоприводами и биосенсорами».

Работа команды Зорлутуны является новым словом в разработке биокомпьютеров. До сих пор биологи для создания систем обработки информации в основном использовали генные схемы из генетически модифицированные единичных клеток или нейронные сети с химическими добавками. Однако, единичные клетки медленнее обрабатывают информацию, поскольку полагаются на химические процессы, а нейронный подход может давать осечку приблизительно в 10% случаев, пишет Phys.org.

Электрогенетический «включатель», управляющий поведением одноклеточных организмов, разработали ученые из Мэрилендского университета. Это позволяет включать и выключать определенные функции молекул: например, производство флуоресцентного зеленого окраса или способность плавать.