211service.com
Saugus ir paprastas arseno detektorius
Edinburgo universiteto (Škotija) mokslininkai genetiškai modifikavo bakterijas E. coli aptikti arseno pėdsakus geriamajame vandenyje. Jie tikisi, kad bakterijų pagrindu sukurta technologija ilgainiui padės sukurti saugius, tikslius ir lengvai naudojamus lauko arseno tyrimo rinkinius. Edinburgo mikrobų biotechnologijos profesorius Chrisas Frenchas teigia, kad tokius testus būtų taip pat lengva naudoti kaip nėštumo testus namuose ir jiems nereikės kvalifikuoto techniko.
Edinburgo universiteto studentų komanda genetiškai sukūrė bakterijas, kad aptiktų arseną vandenyje. Kartu su pH indikatoriaus lašeliu (dešinėje) mėginiai pasidaro raudoni (viduryje), kai yra arseno, ir geltoni, jei jo nėra.
Apsinuodijimas arsenu paveikia milijonus žmonių visame pasaulyje. Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, viena labiausiai nukentėjusių šalių yra Bangladešas, kuriame iki 35 milijonų žmonių geriamąjį vandenį gauna iš arsenu užterštų šulinių. Pastaraisiais metais buvo sutelktos pastangos nustatyti arsenu ir vėliava užterštų šulinių pasiskirstymą. Kai kuriais atvejais mokslininkai ir pagalbos darbuotojai nusiuntė vandens mėginius, kad jie būtų ištirti laboratorijose, naudojant fluorescencijos metodus – tai brangus ir daug laiko reikalaujantis procesas. Kitais atvejais jie naudojo nešiojamus bandymų rinkinius. Tačiau daugeliui šių lauko bandymų reikalingas mokymas dirbti ir gaminti toksiškas chemines medžiagas, tokias kaip arzino dujos.
Neabejotinai yra tam tikrų esamų lauko rinkinių trūkumų, o vienas iš jų yra toksinių medžiagų šalinimas, sako Gregory Miller, arseno geochemikas iš Subsurface Technologies, aplinkos ištaisymo įmonės Socorro, NM. Idealus detektorius turi turėti žemą aptikimo ribą, didelį tikslumą ir neturi būti su juo susijusio atliekų srauto.
Edinburge sukurtas arseno detektorius yra vienas pirmųjų praktinių prietaiso, sukurto naudojant sintetinės biologijos principus, pavyzdžių. Sintetinės biologijos tikslas, pirma, yra nustatyti tikslią tam tikrų DNR sekų arba genetinių dalių funkciją. Kai kurios dalys gali kontroliuoti tam tikrus baltymus. Kiti gali veikti kaip ląstelių procesų jungikliai. Tada mokslininkai maišo ir suderina, kad pamatytų, kaip skirtingos dalys dera tarpusavyje, sudarydamos naujas genetines grandines, sukurdamos naujas biologines funkcijas gyvuose organizmuose, pavyzdžiui, bakterijose.
Drew Endy, MIT biologinės inžinerijos docentas, sintetinę biologiją lygina su statyba su Lego. Jis padėjo surinkti standartinių genetinių dalių registrą, kad mokslininkai galėtų pasiskolinti, remtis ir papildyti. Endy taip pat yra iGEM, kasmetinio tarptautinio genetiškai modifikuotų mašinų konkurso, kuriame Edinburgo bakterijų pagrindu sukurtas arseno biosensorius laimėjo prizą kaip geriausia realaus pasaulio programa 2006 m., įkūrėjas.
Edinburgo grupė nustatė, kad bakterija E. coli turi dvi iš pažiūros nesusijusias genetines sekas, kurios kartu sudaro veiksmingą arseno aptikimo įrenginį. Pirmas, E. coli turi natūralią arseno detoksikacijos sistemą, kuri įjungiama tik esant arsenui. Bakterija taip pat natūraliai skaido laktozę, kad susidarytų rūgštis. Tyrėjai išskyrė arseno jungiklio geną ir prijungė jį prie pirmojo geno, dalyvaujančio skaidant laktozę.
Jie iškėlė hipotezę, kad kai arsenas liečiasi su šiuo modifikuotu E. coli , jis suaktyvins arseno jungiklį, kurio genas savo ruožtu suaktyvins pieno rūgšties skaidymą. Prancūzas sako, kad paprastas spalvotas lakmuso popierėlis gali nustatyti pH lygio pokyčius, taip pat nurodant arseno buvimą. Jis veikia laboratorinėmis sąlygomis, bet mes jo netikrinome su tikrais vandens mėginiais, sako jis.
Iki šiol komanda dirbo su gana švariais laboratorijoje kontroliuojamais vandens ir neorganinio arseno tirpalais, sumaišytais su modifikuotu E. coli ir pH indikatorius sandariame stikliniame mėgintuvėlyje. Po kurio laiko vanduo pasidaro raudonas arba geltonas, priklausomai nuo arseno buvimo ar nebuvimo. Galimas trūkumas yra bandymo delsos laikas: užtrunka apie penkias valandas, kol baigiasi biologinė sąveika.
Galiausiai grupė tikisi sukurti pigų ir paprastą rinkinį iš miltelių – liofilizuotų bakterijų ir pH indikatoriaus – vienkartiniame užsukamajame plastikiniame vamzdelyje. Netolimoje ateityje prancūzų grupė gali išbandyti savo dizainą su faktiniais vandens mėginiais iš Bangladešo, kuriuose yra kitų biologinių ir cheminių medžiagų. Kol kas tyrėjai įtraukė savo įrenginį į Endy biologinių plytų registrą kitiems mokslininkams, kurie galbūt norės sukurti geresnį arseno biojutiklį.