בקרת גנים אלקטרונית. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

בקרה אלקטרונית של גנים

25.01.2017

בדרך כלל אנחנו לא אוהבים באגים ווירוסים בגאדג'טים הדיגיטליים שלנו, אבל נראה שזה עומד להשתנות. מדענים מצאו דרך לשלוט בגנים של חיידקים בהפיכת מתג באמצעות חשמל.

ביולוגים סינתטיים שמחים לחפש דרכים לחבר אורגניזמים שעברו שינוי עם אלקטרוניקה, כך שיהיו לנו מכשירים חיים וגאדג'טים. היכולת ליצור מיקרובים מותאמים אישית כדי לחוש את הסביבה וליצור מולקולות ביולוגיות תהיה בעלת ערך במיוחד עבור מכשירים שיפעלו בתוך גופנו, אומר ויליאם בנטלי מאוניברסיטת מרילנד. לדוגמה, מכשיר כזה יכול לשמש אורגניזם חי כדי לזהות כימיקלים המיוצרים על ידי חיידקים גורמי מחלות ולבודד את האנטיביוטיקה המתאימה.

על מנת שגנים מסוימים יגיבו לגירוי חשמלי, הצוות של בנטלי משתמש במה שנקרא מולקולות איתות חיזור. מולקולות ביולוגיות אלו נמצאות בכל התאים, והן מסוגלות לקלוט ולהעביר אלקטרונים. המדענים ניצלו גם רכיבים גנטיים טבעיים ב-E. coli המגיבים ללחץ חמצוני, המתרחש כאשר יותר מדי מולקולות בגוף מתחמצנות.

כדי לתת מטען חשמלי, טבלו החוקרים את האלקטרודה בנוזל המכיל חיידקים. כאשר האלקטרודה נותנת מטען חיובי, מולקולות החיזור מתחמצנות ומפעילות מנגנונים גנטיים המגיבים ללחץ חמצוני. בהליך זה, בנטלי הראה כיצד E. coli, כאשר הוא נחשף להפרשה, צף או מתחיל לזהור.

הם גם גרמו לחיידק לשחרר מולקולת איתות שגורמת לחיידק אחר להידלק, ובכך הראו שאפשר לתכנן קבוצה אחת של חיידקים כך שתפעל על קבוצה אחרת של חיידקים כשהם משוחררים חשמלית.

ההליך כולל רק "הבהוב" קטן של חיידקים תוך שליטה קפדנית על התהליך. לדוגמה, ניתן להשיג חיישנים ביולוגיים בדרך זו, כאשר חיידקים שעברו שינוי יכולים לזהות חומרים מסוימים, למשל, לזהות זיהומים ולהגיב בזוהר. לטענת מומחים, ייקח שנה או שנתיים בלבד ליישם את הטכנולוגיה הזו, ואז ניתן להשיק את הליך מיזוג התקנים ביולוגיים ודיגיטליים במלוא המהירות.

<< חזרה: כונני Blu-ray UHD למחשב 26.01.2017

>> קדימה: Inforce 6309L PC Single Board 25.01.2017

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים 07.05.2024

משחקי מחשב הופכים לצורת בידור פופולרית יותר בקרב בני נוער, אך הסיכון הקשור להתמכרות למשחקים נותר בעיה משמעותית. מדענים אמריקאים ערכו מחקר כדי לקבוע את הגורמים העיקריים התורמים להתמכרות זו ולהציע המלצות למניעתה. במהלך שש שנים, עקבו אחר 385 בני נוער כדי לגלות אילו גורמים עלולים לגרום להם להתמכרות להימורים. התוצאות הראו ש-90% ממשתתפי המחקר לא היו בסיכון להתמכרות, בעוד ש-10% הפכו למכורים להימורים. התברר שהגורם המרכזי להופעת התמכרות להימורים הוא רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית. בני נוער עם רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית אינם מגלים עניין בעזרה ובתמיכה של אחרים, מה שעלול להוביל לאובדן הקשר עם העולם האמיתי ולהעמקת התלות במציאות מדומה שמציעים משחקי מחשב. בהתבסס על תוצאות אלה, מדענים ... >>

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

קיבה אנושית שגדלה במבחנה 06.11.2014

חוקרים במרכז הרפואי של בית החולים לילדים בסינסינטי (ארה"ב) הצליחו לגדל קיבה אנושית במבחנה. נכון, בגודלו הקוטר אינו עולה על 3 מ"מ, אולם למרות הקטנה שלו, הוא חוזר במידה רבה על המבנה של איבר "טבעי".

ג'יימס מ. וולס ועמיתיו השתמשו בתאי גזע פלוריפוטנטיים אנושיים, מהם ניתן להשיג כל סוג של תא גוף. תאי הגזע עצמם היו משני סוגים: טבעיים, שהתקבלו לפני 15 שנה מעובר אנושי, ומלאכותיים, או מושרה, שהתקבלו כתוצאה מתכנות מחדש מולקולרי של תאי עור מיוחדים. נכון לעכשיו, השימוש בתאי גזע מעובר קשור לבעיות משפטיות רבות, ולכן תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים משמשים לעתים קרובות יותר במחקרים כאלה. עם זאת, תאים שנלקחו מעובר לפני שנים רבות, הודות לשיטות אחסון מיוחדות ובשל אלמוות משלהם (הם יכולים לחיות ולהתרבות ללא הגבלת זמן), יכולים לשמש גם בניסויים מסוג זה.

מהות המשימה הייתה להנחות תאי גזע בכמה שלבים רצופים של התפתחות הקיבה. ראשית, נוצרה מה שנקרא שכבת הנבט הפנימית, או האנדודרם, אשר נוצרת בשלבים המוקדמים ביותר של התפתחות העובר. תאי האנדודרם, למרות שהם מאבדים מעט את ה"אומניפוטנציה" שלהם, עדיין יכולים להוליד מגוון של איברים, לא רק הקיבה, אלא גם הריאות, הכבד והלבלב.

בשלב הבא של ההתמחות, אנדודרם מלאכותי כזה קיבל אות להפוך לצינור - אב טיפוס של שק הקיבה. (יש להבין אות כחלק נוסף של חלבונים מיוחדים הנקשרים לקולטני התא ומשנים את פעילות הגנים.) למעשה, זו הייתה התוצאה העיקרית של הניסוי: מבנה תאי שטוח הפך לתלת מימדי. טרנספורמציה כזו מתרחשת עם עובר רגיל, אך בתנאי מעבדה קשה להפליא לשחזר את שלב המעבר מ-2D ל-3D.

מעבר כזה הפך לאחת המשימות המרכזיות בביולוגיה התפתחותית מודרנית, שנפתרה במגוון דרכים. הדבר נכון במיוחד לגבי איברים מורכבים, בעלי מבנה פנימי מורכב, המורכב ממספר סוגי תאים ומחדור לכלי דם.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר