Модифицированные бактерии из MIT могут светиться, указывая на загрязнители в почве

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали уникальные бактерии, способные излучать свет при обнаружении загрязняющих веществ и питательных элементов в почве и на сельскохозяйственных культурах. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Biotechnology. Эта инновационная методика значительно упрощает процесс анализа состояния почвы: вместо традиционных и сложных лабораторных исследований достаточно будет «опросить» модифицированные бактерии, которые реагируют на наличие определенных веществ.

С помощью гиперспектральных камер, установленных на дронах или спутниках, можно фиксировать световые реакции бактерий, при этом каждый цвет будет указывать на конкретное содержание питательных или загрязняющих компонентов в почве. Бактерии были сконструированы для выработки молекул-«репортеров», которые могут быть обнаружены на расстоянии. В процессе работы команда провела квантово-механические симуляции более 20 тысяч различных метаболитов, чтобы выбрать наиболее подходящие молекулы для светового сигнала. В результате были выбраны два пигмента: биливердин, придающий зеленый цвет синякам, и бактериохлорофилл, участвующий в фотосинтезе.

Эффективность системы оказалась впечатляющей: образцы почвы с целевыми веществами выдавали сигналы в 12 раз мощнее контрольных проб и могли быть зарегистрированы на расстоянии до 90 метров. При этом свечение невидимо для человеческого глаза, но легко фиксируется гиперспектральными камерами, способными выявлять малейшие изменения цвета в широком спектре волн. Кристофер Фойгт, руководитель исследования, отметил, что система может выявлять металлы, токсины, радиацию и питательные вещества, что делает ее многообещающей для дальнейшего использования в сельском хозяйстве, экологии и мониторинге загрязнений. Ранее исследователи также разработали волокна из бактерий для восстановления костных тканей.

Читайте также: