Sử dụng vi khuẩn để phát hiện độc tố trong nước

Nhà sinh vật học và kỹ sư sinh học tại UC San Diego đã tạo ra một dấu hiệu neon sống bao gồm hàng triệu tế bào vi khuẩn định kỳ phát huỳnh quang đồng loạt như bóng đèn nhấp nháy, bởi vì vi khuẩn rất nhạy cảm với nhiều loại chất gây ô nhiễm môi trường và các sinh vật khác , các nhà khoa học tin rằng phương pháp này có thể được sử dụng thiết kế cảm biến sinh học vi khuẩn với chi phí thấp và khả năng phát hiện một loạt các chất gây ô nhiễm kim loại nặng và sinh vật gây bệnh

Nghiên cứu của họ, trình bày chi tiết trong số ra tuần này của tạp chí Nature , tham gia gắn một protein huỳnh quang cho đồng hồ sinh học của vi khuẩn, đồng bộ hóa đồng hồ của hàng ngàn vi khuẩn trong một khuẩn lạc, sau đó đồng bộ hóa hàng ngàn các khuẩn lạc của vi khuẩn nhấp nháy phát sáng trên và giảm đồng loạt.

Bằng cách sử dụng cùng một phương pháp để tạo ra các dấu hiệu nhấp nháy, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một cảm biến vi khuẩn đơn giản có khả năng phát hiện các mức thấp của asen. Trong cảm biến sinh học, sự suy giảm trong các tần số dao động của mô hình nhấp nháy của tế bào cho thấy sự hiện diện và số lượng các chất độc asen.

Bởi vì vi khuẩn rất nhạy cảm với nhiều loại chất gây ô nhiễm môi trường và các sinh vật, các nhà khoa học tin rằng phương pháp này có thể cũng được sử dụng để thiết kế cảm biến sinh học vi khuẩn chi phí thấp và khả năng phát hiện một loạt các chất gây ô nhiễm kim loại nặng và vật gây bệnh. Và bởi vì các cảm biến bao gồm các sinh vật sống, nó có thể đáp ứng với những thay đổi trong sự hiện diện hay số lượng các độc tố theo thời gian, không giống như nhiều cảm biến hóa học.

"Các loại cảm biến sinh học trở lên hữu ích hơn như : chúng  có thể phục vụ liên tục giám sát một mẫu nhất định trong thời gian dài của thời gian, trong khi hầu hết các bộ dụng cụ phát hiện được sử dụng cho một phép đo một lần," Jeff, một giáo sư sinh học và công nghệ sinh học tại Đại học California cho biết. San Diego, người đứng đầu nhóm nghiên cứu tại Phòng Khoa học sinh học và Viên BioCircuits của trường đại học cho biết: "Bởi vì vi khuẩn phản ứng theo những cách khác nhau với nồng độ khác nhau bằng cách thay đổi tần số của mô hình nhấp nháy của chúng và chúng cũng có thể cung cấp một bản cập nhật liên tục về các chất độc nguy hiểm hoặc tác nhân gây bệnh cùng một lúc."

"Sự phát triển này  mô tả cơ bản những hiểu biết về số lượng của mạch tế bào có thể được áp dụng cho các nguyên tắc mới của sinh học tổng hợp  và đặt nền móng cho sự phát triển của các thiết bị mới để phát hiện các chất độc hại hoặc tác nhân gây bệnh ", James Anderson, người giám sát các khoản tài trợ sinh học tổng hợp tại Viện Quốc gia của Viện khoa học y học Y tế cho biết.