Бактерия-Франкенштейн, созданная в Израиле, обнаружит химикаты и токсины

Бактерия, ответственная за тяжёлые пищевые отравления и болезни, оказалась не такой "злой".

Студенты из Института Технион в Хайфе (Technion) предложили использовать бактерию Escherichia coli, больше известную как кишечная палочка, для проверки веществ на токсичность. Проект под названием Flash Lab удостоился первого приза в Конкурсе по синтетической биологии iGEM, который проводится под эгидой Массачусетского технологического института.

Как и многие другие бактерии, кишечная палочка имеет хвостовидный отросток, который помогает ей перемещаться в жидкой среде. Именно он отвечает за процесс, известный в биологии как хемотаксис – когда микроорганизм двигается к веществам, которые ему "нравятся" (питательным, к примеру, сахарам и аминокислотам), и "убегает" от вредоносных (это могут быть жирные кислоты или спирты).

Команда из израильского вуза использовала этот природный механизм для обнаружения токсичных веществ.

Чувствительность бактерии обеспечивают белки под названием хеморецепторы – они собирают информацию об окружающей среде и реагируют на воздействие обнаруженных химических веществ. Однако список тех веществ, которые могут выявить хеморецепторы, достаточно небольшой.

Чтобы расширить его, молодые учёные смоделировали "рецепторного Франкенштейна", объединив половину белков E. coli и гены другой бактерии из рода псевдомонад (Pseudomonas, самый известный представитель рода – синегнойная палочка).

Затем они с помощью компьютерного алгоритма под названием Rosetta (не путать с легендарным зондом) с нуля воссоздали изменённый рецептор, объединяющий функции, присутствующие у кишечной палочки и псевдомонад. Полученный чип FlashLab позволил контролировать движение бактерий и отслеживать реакции на токсичные соединения. В частности, рецептор отреагировал на антигистаминный препарат, в то время как бактерия E. coli сама по себе на такое не способна.

Получается, что теперь обнаружить токсин или какое-то химическое соединение можно быстрее и эффективнее: достаточно поместить чип в нужное вещество и проверить реакцию. Принцип действия биологи сравнивают с работой теста на беременность, только реагирует их чип не на гормоны.

По словам наставника команды профессора Роее Амита (Roee Amit), FlashLab способен в течение получаса обнаружить тяжёлые металлы, органические растворители и другие вещества, а одной из сфер применения может стать судебно-медицинская экспертиза.

Подробнее о работе израильских студентов рассказывается на сайте конкурса. К слову, команда биологов из Техниона становится победителем iGEM уже третий год подряд, а их коллеги-компьютерщики ранее научили компьютерную программу предсказывать новости, а робота-садовода – считать яблоки на деревьях даже в тёмное время суток.