Специалисты по синтетической биологии из Мэрилендского университета нашли способ управлять генами бактерий с помощью электрического переключателя, пишет издание New Scientist. «Если вы хотите узнать, что происходит внутри пищевого тракта или ротовой полости, вы можете отправить туда подключенные к электронике организмы, чтобы понять происходящее и повлиять на него», — рассказал лидер команды ученых Уильям Бентли. К примеру, устройство с искусственным организмом может реагировать на химикаты, испускаемые вредоносными бактериями, и вырабатывать необходимый антибиотик.

Для того чтобы «заставить» конкретные гены бактерий реагировать на электрическую стимуляцию, команда использовала окислительно-восстановительный потенциал молекул (так называемые редокс-молекулы). Напомним, что процесс окисления-восстановления — это передача электронов от атома к атому. Примерно то же самое происходит и здесь: молекулы забирают и передают электроны.

Ученым удалось заставить модифицированную бактерию кишечной палочки двигаться и светиться по их требованию. Команда погружала электрод в жидкость, содержащую бактерии, и когда он подавал положительный заряд, часть редокс-молекул окислялась, что запускало естественные генетические механизмы микроорганизмов — реакцию на окислительный процесс. Когда же электрод генерировал отрицательный заряд, гены «выключались». Именно эти механизмы «включения» нужных генов были конечной целью учёных.

Кроме того, с помощью электросигнала они скомандовали бактерии кишечной палочки послать команду другим бактериям, и те также начали светиться. Это может пригодиться при разработке биосенсоров: например, бактерия, «почуявшая» вредный химикат, подаст световой сигнал. По словам учёных, «настройка» новых свойств бактерий оказалась относительно простой: изменения были минимальны, однако результат, который они выдают, потенциально очень важен.

По предварительным оценкам, полная разработка технологии должна занять 1-2 года. В планах учёных также создание таблеток для приёма внутрь, которые будут содержать запрограммированные бактерии, а те смогут собирать нужные данные уже внутри организма.

Версия для печати (без изображений)