Биосенсоры будущего: как бактерии «подсветят» проблемы почвы
Специалисты Массачусетского технологического института создали микроорганизмы, способные излучать свечение при контакте с загрязнителями или полезными веществами в грунте и растениях. Новая технология заменяет трудоемкие лабораторные анализы простым «диалогом» с бактериями — их реакцию фиксируют гиперспектральные камеры на дронах или спутниках. В зависимости от состава почвы, микроорганизмы меняют цвет свечения, делая данные наглядными и доступными для дистанционного мониторинга.
Квантовая точность и природные пигменты
Для создания бактерий-сенсоров ученые разработали молекулы-репортеры, видимые на расстоянии. В ходе исследований провели квантово-механическое моделирование 20 000 метаболитов, отобрав оптимальные соединения: биливердин (зеленый пигмент) и бактериохлорофилл (фотосинтетический компонент). Их комбинация обеспечила яркий сигнал, который в 12 раз интенсивнее фонового и распознается на дистанции до 90 метров. Свечение незаметно глазу, но четко улавливается гиперспектральной оптикой, сканирующей широкий диапазон волн.
Технология успешно тестируется для обнаружения металлов, радиации, токсинов и питательных элементов. «Система адаптируется под любые целевые показатели — это универсальный инструмент для сельского хозяйства и экологии», — подчеркивает руководитель проекта Кристофер Фойгт. В перспективе инновация поможет фермерам оптимизировать использование удобрений, а экологам — оперативно выявлять загрязнения.
Ранее команда института представила бактериальные волокна для регенерации костных тканей, подтверждая статус лидера в биоинженерии.
Источник: www.gazeta.ru
