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电子基因控制可以让我们将细菌插入设备

点击量:   时间:2019-02-05 03:18:07

Kateryna Kon作者:Sam Wong我们通常不欢迎数字技术中的漏洞,但这种情况即将发生变化研究人员开发出一种通过电力轻弹控制细菌基因的方法合成生物学家渴望找到将工程生物与电子设备连接起来的方法,因此我们可以为设备制作生活组件马里兰大学的威廉·本特利说,定制微生物感知环境和制造生物分子的能力对于在体内工作的设备特别有价值 “如果你想了解胃肠道或口腔内发生的事情,如果你能连接到电子设备,你就有办法解释正在发生的事情,你可以操纵它,”他说例如,设备可以使用有机体来感知体内有害细菌产生的化学物质,并在检测到它时分泌抗生素为了获得细菌中的特定基因以响应电刺激,Bentley的团队利用了所谓的氧化还原分子这些生物分子存在于所有细胞中,可以吸收并传递电子据说它们在获得电子时具有减少的状态,在它们失去电子时具有氧化状态该团队还利用大肠杆菌中天然存在的遗传成分对氧化应激作出反应,当细胞中的太多分子被氧化时,就会发生氧化应激,这使得它们具有危险的反应性为了应用电输入,研究人员将电极浸没在含有细菌的液体中当电极提供正电荷时,某些氧化还原分子被氧化并触发响应氧化应激的遗传机制可以对细菌进行改造,使这些机制能够切换研究人员想要靶向的任何基因当电极带负电时,分子会减少,基因会再次关闭使用这一原理,Bentley的团队表明他们可以使用电输入来使大肠杆菌游泳或按需发出荧光它们还使细菌释放出一种信号分子,导致其他细菌发出荧光,这表明它们可以通过改变另一组细菌的行为来设计一组细菌以响应电荷 Bentley说,这个程序涉及的细菌遗传“重新布线”相对较少 “我们喜欢考虑如何最小化地改变细胞,但改变它们以受控方式做的事情”一种应用可能是使用工程细菌检测某些化学物质的生物传感器例如,可以对细菌进行编程以识别特定的感染并通过发荧光进行响应伦敦帝国理工学院的合成生物学家理查德·基特尼认为,这样的使用可以很快发展起来 “为了让它在实验室工作,你可能会谈论一两年,”他说更进一步,Bentley想象可编程的细菌被用于可摄取的药丸中,这些药丸可以收集化学数据并在体内产生药物期刊参考:Nature Communications,DOI:10.1038 / ncomms14030阅读更多:认识以纯能量为生的电子生命形式更多关于这些主题: