Аспирант Лорен Рамлан (Lauren Ramlan) из Массачусетского технологического института рассказала о своём проекте по запуску медиа на клетках кишечной палочки. Для вывода изображения выбрали заставку из культовой игры DOOM.
Суть проекта заключается в том, что клетки кишечной палочки можно использовать в качестве пикселей простого дисплея. Это позволяет выводить с их помощью бинарные изображения. Для реализации проекта клетки искусственно вырастили в специальном планшете, в котором проделаны 1536 лунок. Таким образом получается программируемый дисплей с разрешением 32×48 биологических пикселей.
Для создания дисплея использовали плазмиду кишечной палочки E. coli, в которой есть ген зелёного флуоресцентного белка. Он контролируется pLux-промо́тором. В этой же плазмиде есть ген-репрессор, конститутивно подавляющий флуоресценцию. Но свечение можно запустить с помощью молекулы AHL (N-Acyl homoserine lactone), которая приостанавливает работу гена-репрессора.
С помощью обыкновенных дифференциальных уравнений можно рассчитать необходимую концентрацию молекул с течением времени, что позволит управлять флуоресценцией. На базе полученных ОДУ Рамлан написала код на Python, имитирующий работу этой генетической системы.
После всего этого изображение оригинальной заставки DOOM сжали до размера массива 32×48, чтобы его можно было вывести на биологический дисплей. С помощью пороговых значений Рамлан выявила, какие пиксели должны быть включены. Полученный массив использовали в качестве входных данных, чтобы определить, какие из клеток должны получить молекулу AHL. В результате на клеточный дисплей удалось вывести упрощённое изображение заставки DOOM.
Во время работы над исследованием удалось выяснить, что на полный процесс вывода изображения на клеточный дисплей уходит около 70 минут, а на возврат в исходное состояние — 8,33 часа. Рамлан утверждает, что на вывод всей игры потребуется около 600 лет.
