據《新科學家》雜志網站17日報道,美國研究人員利用細胞內隨處可見的氧化還原分子,成功用電流開啟和關閉細菌基因,為研制出可接入電子裝置的活體組件鋪平了道路。
在實驗室中,馬里蘭大學合成生物學家威廉姆·本特雷帶領其團隊將正電極浸入含大腸桿菌的溶液后,釋放出的正電荷會引起細菌內一些氧化還原分子氧化,誘導細菌啟動氧化應激的基因機制,開啟某些靶向基因;而當電極變為負極后,這些分子會發生還原反應,基因再次關閉。
通過輸入電流,他們不僅成功刺激大腸桿菌按要求發出熒光,還讓大腸桿菌釋放信號分子,讓其他細菌發出熒光,這意味著,通過調控一組細菌還能改變另一組細菌的電刺激反應。
發表在《自然·通訊》雜志上的新研究只涉及極少量基因參與重組,因此是一種完全可控的方法。這種方法未來可用于研制生物傳感器,利用轉基因細菌探測特定化合物,比如基因編程后的細菌能識別出某種感染并發出熒光。當然還有一個最重要的應用,研制出含有轉基因微生物的電子裝置,這些裝置植入人體后能感應出有害細菌產生的化學物質,并隨時釋放抗體藥物殺死細菌。
這類通過感知周圍環境釋放生物分子的“定制微生物”對植入人體裝置具有重要意義,比如未來可加入消化藥內,通過收集體內化學數據來判斷給藥時間及藥量。
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