Ученые разработали «живые» датчики на основе светящихся водорослей
Американские разработчики продемонстрировали прототип устройства, позволяющего регистрировать механические деформации. Живущий в нем планктон люминесцирует в ответ на возникшее напряжение, а на свету подзаряжается сам.
Динофлагелляты — группа одноклеточных фотосинтезирующих организмов, которые пользуются одиночным глазком и парой жгутиков, чтобы замечать свет и двигаться к нему. Это одни из главных представителей морского фитопланктона — от тропических вод до полярных. Многие виды способны к биолюминесценции, стимулирующейся движением воды. Почувствовав его, целые скопления динофлагеллятов подсвечивают волны прибоя или остаются следом за прошедшим в море судном.
Такая реакция связана с реакцией клеток на механический стресс, и команда ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего решила воспользоваться этой особенностью динофлагеллятов для создания новых «натуральных» биосенсоров. Прототип включает живые клетки, заключенные в прозрачную гибкую оболочку, и загорается, почувствовав растяжение, сжатие или изгиб. О нем профессор Шэнцян Цай (Shengqiang Cai) с соавторами пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Посоветовавшись с биологами, ученые выбрали динофлагеллятов Pyrocystis lunula, помещая их в герметичные упругие оболочки разных форм. Для усиления механического стресса, который испытывают клетки, на внутренней поверхности оболочки сделали небольшие выступы, усиливающие течение воды при деформации. Благодаря этому авторам удалось получить прототипы биосенсоров, которые загораются буквально от легкого прикосновения. Ученые также продемонстрировали, что внутрь устройства можно поместить магниты, и тогда под действием внешнего поля они движутся — и светятся.
В качестве оболочек использовали упругий полимер полидиметилсилоксан. Материал изготавливался на матрице с микроскопическими порами, проделанными с помощью лазера, поэтому он также сохранил эти поры. Они задерживают клетки и крупные биомолекулы, но обеспечивают обмен кислорода и других газов. Благодаря этому динофлагелляты внутри устройства остаются живы, и для «подзарядки» им достаточно побыть на свету. Фотосинтез поможет восстановить потраченные на люминесценцию ресурсы.
В остальном же созданные прототипы исключительно просты и не требуют никакого ухода. «Мы вносим культуру внутрь, и на этом все заканчивается, — говорит профессор Цай. — Пока они заряжаются на солнце, их можно использовать снова и снова, на протяжении как минимум месяца. Не нужно обновлять раствор и так далее. Каждое устройство — это небольшая живая экосистема».
Теперь ученые планируют усовершенствовать прототипы — в частности, получить такую структуру, чтобы живые клетки могли встраиваться непосредственно в нее. Это сделает устройства более надежными и универсальными. Когда-нибудь в будущем они могут найти применение, например, в системах мониторинга Мирового океана, подводных роботах или просто обеспечивать подсветку, не требуя электричества.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Астрономы показали, что внутри космических пустот (войдов) все же формируются связанные группы галактик. Причем их свойства могут радикально отличаться от аналогичных систем в более «густонаселенных» регионах. Такие группы позволяют проверить, как окружающая среда влияет на рост космических структур и распределение темной материи там, где вещества очень мало.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии