09.12.2014
Редакция Naked Science
355

Ученые впервые осуществили искусственную химическую эволюцию

С помощью роботизированной системы отбора в чашках Петри исследователям из Шотландии впервые удалось достичь «искусственной химической эволюции». По мнению ученых, это является важным шагом вперед на пути к созданию синтетических форм жизни.

petri_dish_superbugs_getty_images_3000_x_1120
©Wikipedia

В своем эксперименте команда ученых из Университета Глазго использовала напечатанного на дешевом 3D-принтере робота с модифицированным программным обеспечением. В задачи устройства входило введение в несколько чашек Петри, наполненных водой, капель масла.
 
Каждая капля неизменно состояла из четырех компонентов (по аналогии с четырьмя азотистыми основаниями в ДНК), однако состав и пропорции этих компонентов робот случайным образом менял. В результате получилось 225 разных капель, за которыми робот в течение некоторого времени следил с помощью видеокамеры.
 

Капли масла так заинтересовали ученых потому, что при попадании в воду начинают работать как «примитивные химические машины», превращая химическую энергию в кинетическую. Это происходит из-за нарушения симметрии формы капли на границе между двумя средами, что известно как эффект Марангони.

 
На втором этапе эксперимента ученые выбрали три типа поведения капель масла – деление, движение и вибрацию. Робот затем поместил в воду группы одинаковых по составу капель, создав из них своеобразные «популяции», а потом следил, какие из них больше всего соответствуют выделенным типам поведения.
 
«Наиболее приспособленные» к делению, движению или вибрации «популяции» капель масла затем переносились роботом на следующую стадию отбора, а потом – снова.
 
После 20 «поколений» робот получил капли, которые, по словам ученых, обладали большей стабильностью, что в целом успешно моделирует процесс естественного отбора в биологической эволюции, считают исследователи.
 

Это первый случай создания эволюционирующей химической системы вне биологии. Биологическая эволюция привела к появлению невероятно сложных форм жизни. Наша роботизированная эволюция может обладать потенциалом, который позволит сделать нечто подобное с химическими системами.
 
– Ли Кронин (Lee Cronin), Университет Глазго

 
 
Разработанная методика, считают ученые, позволит в будущем производить «эволюционировавшие» химические соединения, способные к решению определенных задач.
 

В последние годы мы очень многое узнали о биологической эволюции благодаря компьютерному моделированию. Данное исследование может позволить по-новому взглянуть на процесс возникновения жизни, а также привести когда-нибудь к созданию новых и простых форм жизни.
 
– Ли Кронин (Lee Cronin), Университет Глазго

 
 
Статья ученых с детальным описанием исследования была опубликована в журнале Nature Communications.
 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: