Бактерии с интегрированным геном биолюминесценции стали важным инструментом для экологического мониторинга. Рассмотрим, как функционирует новая технология.
Специалисты МФТИ создали миниатюрные биосенсоры, основанные на генетически модифицированных бактериях, которые излучают свет при контакте с канцерогенными веществами в воде. Это позволило выявить повышенное содержание алкилирующих канцерогенов в тканях ракообразных, морских пауков и тараканов, обитающих на дне Баренцева, Карского морей и моря Лаптевых.
Lux-биосенсоры разработаны на основе микроорганизмов Escherichia coli и Bacillus subtilis, ДНК которых была дополнена генами биолюминесцентных белков. Эти белки активируются специальными промоторными участками, реагируя на повреждения клеток, вызванные окислением, алкилированием ДНК и другими специфическими нарушениями структуры клетки, как указано на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Биосенсоры на базе бактерий продемонстрировали свою эффективность как средства для оценки состояния экологии. Их способность быстро реагировать свечением на уровень токсинов позволила точно определять степень загрязненности водной среды с высокой чувствительностью и надежностью полученных данных.
В ходе исследования ученые проанализировали содержание токсичных соединений в донных отложениях, взятых на глубине от 35 до 300 метров. Также изучались ткани различных беспозвоночных животных. Несмотря на отсутствие выраженного окислительного стресса и SOS-реакций в пробах, некоторые образцы бокоплавов, морского паука и морского таракана содержали значительное количество алкилирующих веществ. Эти соединения могут вызывать мутации и гибель клеток из-за алкилирования ДНК. Наивысший уровень активности наблюдался среди образцов, собранных в Баренцевом море.
Таким образом, специалисты показали не только эффективность применения lux-биосенсоров для выявления токсичных элементов в морских донных слоях, но и выявили склонность некоторых глубоководных организмов к накоплению вредных алкилирующих веществ.
Физики разработали первый светящийся квантовый биосенсор. Эта революционная разработка способна обнаруживать молекулы без внешнего источника света, используя квантовые явления.
Фото: hi-tech.mail.ru