Эмблемы Имперского колледжа Лондона и Массачусетского технологического института светятся синей флуоресценцией, вызванной искусственными живыми материалами (вязами). Исследователи создали умные материалы, способные реагировать на окружающую среду.
Инженерные живые материалы, известные как вязы, могут быть использованы для обнаружения и фильтрации загрязнений в воде, в упаковке для обнаружения и оповещения о повреждениях пленки с помощью флуоресценции, а также действовать как "живые фотографии", которые отображают проецируемые на них изображения.
Симбиотическое сочетание
Эти вязы производятся взаимовыгодным (симбиотическим) сочетанием дрожжей и бактерий, подобных тем, которые содержатся в чайном грибе, который используется для приготовления напитка.
Вязы ранее создавались с использованием непищевых микробов, таких как кишечная палочка и нитчатые грибы, но масштабируемость – потенциал для производства технологии в более широком масштабе – всегда была проблемой, а это означает, что вязы еще не получили широкого применения. Современные технологии вяза также требуют обученного персонала и жестких условий для выращивания микробов, что затрудняет их доступность для широкой общественности.
Этот новый тип вяза решает эти проблемы, черпая вдохновение из естественного симбиотического подхода чайного гриба и комбинируя генетически сконструированные дрожжевые клетки с бактериями, продуцирующими целлюлозу.
Целлюлоза действует как каркас
Исследователи обнаружили, что целлюлоза действует как каркас, который может удерживать многофункциональные ферменты, продуцируемые дрожжами. Эта комбинация привела к программируемым и прочным материалам, которые было легко производить в больших масштабах из дешевых сахарных смесей.
Первый автор Чарли Гилберт из Департамента биоинженерии Империала сказал: "Хотя мы все еще далеки от будущего, в котором люди смогут дешево выращивать свои собственные биологические сенсоры, наша новая система продвигает нас вперед, создавая материалы, которые масштабируются и, следовательно, более вероятно, что они будут полезны в реальном мире".
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
Замена пекарскими дрожжами
Многие штаммы дрожжей, используемые для ферментации, трудно поддаются генетической модификации, поэтому исследователи Массачусетского технологического института заменили их пекарскими дрожжами – дрожжами, используемыми во всем мире в лабораториях и в производстве хлеба, пива и вина. Они объединили эти дрожжи с бактерией под названием Komagataeibacter rhaeticus, которую имперские исследователи выделили из чайного гриба.
Поскольку исследователями использовались хорошо известные дрожжи, широко применяемые в биотехнологии, они смогли легко модифицировать эти клетки с помощью программ, кодируемых ДНК, чтобы сделать ферменты, которые светятся в темноте, или высвобождать белки по требованию. Дрожжи могут быть даже запрограммированы на обнаружение и разрушение загрязняющих веществ в окружающей среде.
