Биологи из Массачусетского технологического института использовали математическое моделирование для управляемой сборки двумерных бактериальных систем — генно-модифицированных бактерий кишечной палочки (E. coli). Им удалось запрограммировать бактериальные системы для превращения в произвольные двумерные структуры с заданными свойствами.
Исследователи создали набор инструментов для биоинженерии, чтобы контролировать свойства межклеточной адгезии подвижных бактериальных клеток.
Это работает следующим образом: генетически модифицированные бактерии выращивают определенные молекулы на своих клеточных стенках, которые действуют как стыковочные шлюзы для подходящих клеток-партнеров. Как в конструкторе LEGO, соединиться могут только клетки с совпадающими молекулами. Когда две клеточные популяции с соответствующими молекулами адгезии сталкиваются, они образуют видимую сплошную границу, положение и форма которой определяются начальными позициями посева и концентрациями клеток.
С помощью компьютерного моделирования ученые рассчитывают рост и распространение колоний различных вариантов бактерий, чтобы создавать на месте стыка бактерий нужные плоские структуры. Исследователи полагают, что их разработка пригодится для создания биосенсеров, чувствительных к различным внешним раздражителям. В последующих экспериментах биологи намерены перейти к созданию трехмерных структур и систем, производящих в определенных точках различные химические вещества.