Ученые превратили бактерии в часы,

Слева - размножающиеся клетки кишечной палочки, часть из которых синтезируют флуоресцентный белок. Справа - график изменения светимости белка со временем. Кадр из видеороликов авторов исследования.

Калифорнийские биологи создали генетические часы, используя бактерию Escherichia coli, также известную как кишечная палочка. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. В пресс-релизе, доступном на сайте Калифорнийского университета, авторы работы сообщают, что часы являются очень точными, и кроме того их можно "запрограммировать" на требуемый период времени.

Созданная учеными система работает следующим образом: через определенные промежутки времени бактерии синтезируют белок, флуоресцирующий зеленым светом (за выделение и исследование самого известного из подобных белков - GFP - была присуждена Нобелевская премия по химии 2008 года). В основе системы лежат две цепочки событий от добавления в среду с бактериями определенных веществ до синтеза белка.

Эти цепочки регулируются по принципу положительной и отрицательной обратной связи. Положительная обратная связь - это явление, когда продукт реакции стимулирует ее протекание. В случае отрицательной обратной связи образующееся в ходе реакции вещество тормозит саму реакцию.

Периодичность появления в клетках E. coli флуоресцентного белка зависит от таких условий, как температура, количество питательных веществ и других. Эта особенность может сделать "бактериальные часы" удобным сенсором изменений окружающей среды. В данный момент исследователи пытаются синхронизировать время синтеза флуоресцентного белка в большом количестве бактериальных клеток (сейчас часы работают "точно" для относительного малого числа E. coli).

Созданная американскими учеными система является типичным примером "продукта" синтетической биологии - относительно новой области науки, объединяющей биологию и инженерный подход. Специалисты, задействованные в этой отрасли, пытаются создавать сложные системы на основе биологических процессов. Одним из недавних достижений "синтетических биологов" стал компьютер внутри живой клетки на основе РНК .