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무기 물자를 가진 전자로 조화시키기 세균으로 처음 단계

Published on October 20, 2010 at 7:24 PM

터미네이터. Borg. 6백만개 달러 남자. 과학 소설은 인공적인 기능에 무장된 생물학 존재에 익습니다. 사실상, 그러나, 살고 및 비 사는 세계 사이 어설픈 연결은 수시로 커뮤니케이션을 위한 명확한 채널 통신로가 결여됩니다.

지금, 로오렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 실험실)를 가진 과학자는 분명한 경로에 따라서 외부 수락자에 세포막을 통해 전자를 왕복하기 위하여 설계된 생세포에 전기 링크를 디자인했습니다. 이 직접 채널은 전기로, 또는 능률적으로 옮깁니다 햇빛을 전자 시그날, 각자 복제 도 할 수 있는 전자공학 및 수선에 읽고 반응할 수 있는 세포를 열매를 산출할 수 있었습니다.

(노란) 단단한 산화철 (검정)에 붙이는 대장균 설계된 긴장. 분자 주조에 과학자는 중단시키는 세포 생존 능력 없이 무기 물자를 가진 전자로 조화시키는 세균으로 처음 단계를, 거쳤습니다. (히스속의 식물 Jensen의 심상 의례)

"생존 및 비 사는 세계를 병합하는 것은 과학 소설에 있는 표준 심상입니다," Caroline Ajo 프랭클린, 분자 주조에 Nanostructures 생물학 시설에 있는 직원 과학자를 말했습니다. "그러나, 살아있고는 비 사는 시스템을 조화시키는 대부분의 시도에서, 예리한 단단한 객체를 가진 세포를 찌르고, 세포는 예상할 수 있는 방법으로 반응합니다 - 정지합니다. 아직까지, 실제로 많은 유기체는 그들의 환경의 일부분인 무기물 및 바위 과 상호 작용하기 위하여 발전했습니다. 여기에서, 우리는 성격의 접근에서 감흥을 취하고 세포에서 실제로 증가했습니다 연결을."

셀 방식 막을 통해 전자를 달래는 것은 하찮지 않습니다: 세포에서 전자를 당기는 시도는 그것의 기능을 중단시킬 수 있습니다, 또는 프로세스에 있는 전체 세포를 죽이십시오. 더 많은 것은인 무엇, 외부 근원 부족으로 셀 방식 전자를 옮기는 현재 기술은 비록 전자가 세포 이상으로 출현하더라도 의미하는 분자 도로 지도, 거기 어디에 길을 따라 중단하는지 그들의 행동을 지시하는 아무 쪽도, 보고, 또는 세포의 내부로 다시 반환합니다 신호를 없습니다.

"우리는 우리가 공부하고 있던 살아있는 시스템을 죽이지 않을 통로를 찾아내기에 흥미있었습니다," 말했습니다 히스속의 식물 Jensen 의, 그의 논제 일이 이 간행물의 일부분인 버클리 가주 대학에 대학원 학생을. "전자공학에 있는 살아있는 시스템을 사용해서, 우리는 1 일과 각자 복제." 고칠 수 있는 생물공학을 만들어서 좋습니다 그들의 접근에서는, Jensen, Ajo 프랭클린 및 동료는 처음으로 복제했습니다 산소 자유로운 환경에 있는 중금속을 감소시키기 가능했던 Shewanella oneidensis MR-1, 해병 및 토양 박테리아의 extracellular 전자 이동 사슬의 부분을. 이 사슬 또는 "유전 카세트는," Ajo 프랭클린 전자 도관을 만들기를 위한 명령을 포함하는 DNA의 뻗기 필수적으로 주의하고, 입니다. 우리가 그것을 알기 때문에 모든 생활이 DNA를 이용하기 때문에 게다가, 유전 카세트는 어떤 유기체든지로 폐쇄될 수 있습니다. 팀은 정확하게 무기 무기물에 생세포 안쪽에 전자에 수로를 열기 위하여 이 자연적인 전자 통로가 생물공학에 있는 E. 콜라이 다재다능한 모형 박테리아의 a (무해한) 긴장으로 터질 수 있었다는 것을 보여주었습니다: 산화철, 일컬어 녹.

산소 없는 환경에 있는 박테리아 Shewanella와 같은 호흡할 것이다 그들의 주위에서 사용 산화철. 그 결과로, 이 박테리아는 찾아낸 바다 또는 토양에서 무기 무기물에 직접 책임 이동을 위한 기계장치를 발전했습니다. 버클리 실험실은 그들의 설계한 대장균이 능률적으로 철과 산화철 nanoparticles-the 나중을 혼자 대장균 보다는 5 시간 더 단단 감소시킬 수 있었다는 것을 보여주었습니다 팀을 만들.

"이 최근 돌파구는 셀 방식과 분자 수준에 생활을 길들이기에 계획사업 더 큰 자원부의 일부분입니다. 직접 사는 유기체와 합성 장치를 조화시켜서, 우리는 사진에 있는 생활의 광대한 기능을 이용해서 좋 화학 에너지 변환, 화학 종합 및 각자 집합 및 수선," 버클리 실험실에 Jay 작은 숲, 능력 과학자 및, 버클리 가주 대학에 화학의 교수를 말했습니다. "세포는 전자와 전기 에너지를 옮기기의 방법을 세련시켰습니다. 그러나, 다만 세포로 전극을 머무는 것은 배고프 때 핑거를 전기 출구로 머물기 것처럼 대략 효과 없습니다. 대신, 우리의 전략은 직접 능률적으로 에너지를 붙잡기 위하여 세포에 의해 이용된 분자 전자 수송 사슬로 두드리기에 근거를 둡니다."

연구원은 이 박테리아에게서 셀 방식 전자가 싸게 햇빛 제공에서 생성하기 수 있기 때문에 태양 전지를 각자 복제해 광합성 박테리아에 있는 이 유전 카세트를, 실행하는 것을 계획합니다. 이 금속 감소시키는 박테리아는 또한 약제 약, Ajo 프랭클린 생성에서 약 제조에 있는 발효작용 단계가 산소의 에너지 집약 양수를 요구한 대로, 추가합니다 지원할 수 있었습니다. 대조적으로, 이 설계한 박테리아는 호흡해 녹을, 에너지를 절약하는 산소 보다는 오히려 사용하.

서류상 보고는 국립 과학원의 절차에서, "생세포에 있는 합성 전자 도관의 기술설계 표제가 붙은," 이 연구 것처럼 보이고 구내구독자에게 온라인으로 유효한. Jensen와 가진 서류를 공저해서, Ajo 프랭클린과 작은 숲은 Aaron Albers, Konstantin Malley, 유리 Londer, 브루스 Cohen 의 Brett 조타 장치 및 피터 Weigele이었습니다.

이것의 부분은 암컷의 과학의 사무실에 의해 분자 주조에 일 지원되었습니다.

Last Update: 12. January 2012 10:52

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