Было бы здорово, если бы врачи или даже сами пациенты могли мгновенно проводить сложнейшие анализы и получать результаты в течение нескольких минут! Представьте себе, какой потрясающе компактной и эффективной могла бы быть лаборатория, если б все ее пространство (включая инструменты, столы, проходы, клавиатуры, мониторы, и т. д.) можно было бы «сжать» до размеров обыкновенного микрочипа, а все производимые в ней человеческие действия по доставке, перемещению и анализу образца полностью автоматизировать!
А теперь представьте, что такие лаборатории уже существуют! Называются они лабораториями на чипе. Один чип размером порядка 4х4 см. ! При этом такая кроха-лаборатория умеет анализировать одновременно до 12 разных образцов, а время анализа, занимавшего раньше недели, сокращается до 15-30 минут.
Нанобактерии — круглые либо овальные органо-минеральные структуры размером от 30 до 200 нм, способные к самостоятельному размножению. Термин нанобактерии впервые ввёл Ричард Морита в 1988, однако "отцом" нанобактерий считается Роберт Фолк. Начиная с 1992 он опубликовал серию работ по нанобактериям.
Живая природа нанобактерий до сих пор признается не всеми. Известно, что:
- Нанобактерии имеют клеточное строение: цитоплазма, в которой выделяются электронноплотные участки (молекула ДНК), и клеточная стенка, похожая на клеточную стенку грамотрицательных бактерий.
- Они имеют исключительно малый («запрещённый для прокариот») размер клеток, сопоставимый с размером мельчайших вирусов.
- В отличие от вирусов, они способны размножаться вне живых клеток, в том числе на искусственных питательных средах. Одна из первых линий, выделенных в культуру, культивируется уже 6 лет (при ежемесячных пересевах на свежую среду).
- Они содержат ДНК неустановленной (пока) структуры и ограниченное количество специфических белков (по разным оценкам – от нескольких до нескольких десятков). (Для сравнения – геном типичных бактерий кодирует несколько тысяч полипептидов).
- Рост и размножение нанобактерий сопровождается синтезом нуклеиновых кислот и белков.
- Скорость роста нанобактерий исключительно низкая – примерно в 10000 раз меньше, чем скорость роста бактерий.
- Одни и те же нанобактерии, предположительно, с "одинаковым успехом" способны расти как в окружающей среде, так и внутри эукариотических организмов.
- Метаболизм нанобактерий, по-видимому, сильно отличается от метаболизма других организмов, и по неясным пока причинам тесно связан с процессами биоминерализации.
Для объяснения наблюдаемых особенностей нанобактерий финские исследователи E. Olavi Kajander, Mikael Bjorklund, Neva Ciftcioglu предложили следующую теорию:
- Нанобактерии не синтезируют собственные аминокислоты (и, возможно, нуклеотиды), а используют уже готовые, полученные из окружающей среды.
- Нанобактерии не синтезируют жирные кислоты, а используют уже готовые. В случае нехватки экзогенных жирных кислот мембранные липиды частично заменяются фосфатом Ca.
- У нанобактерий отсутствуют энергоемкие системы активного транспорта, характерные для про- и эукариотических клеток. Транспорт веществ в клетку и из клетки осуществляются за счет диффузии и броуновского движения, чему способствуют ультрамикроскопические размеры клетки.
- Концентрация растворенных веществ, и, следовательно, осмотическое давление внутри нанобактерий не отличается от окружающей среды. В связи с этим нанобактериям не требуются энергозатратные системы поддержания внутриклеточного гомеостаза.
Нанотехнология сделала еще один шаг вперед. Американские ученые с помощью единственной нанотрубки создали радиоприемник. Он основан на автоэлектронной эмиссии, способной испускать электроны. На острие трубки подается напряжение, такое которого достаточно для возникновения в цепи вакуумного диода, при этом вызывается колебания радиоволн, что способствует усилению радиосигнала на острие нонотрубки.
А сигнал, который выходит, детектируется диодом. Ученые прогнозируют, что это новое изобретение будет массово востребовано в качестве компонентов беспроводных коммуникаторов. А также он будет использоваться в решении прикладных биологических и медицинских задач.