Generel

Forskeringeniør E. coli Bakterier til at producere billeder af Super Mario


Et team af forskere, ledet af Christopher Voigt fra Massachusetts Institute of Technology, har med succes konstrueret E. coli-bakterier til at udsende farverige billeder. Holdets indviklede proces er hidtil uset og har mange potentielle anvendelser inden for det medicinske område og endda i olie- og gasindustrien.

[Billedkilde: Felice Frankel via NewScientist]

Bakteriefotografering

For mere end 10 år siden konstruerede Christopher Voigt og hans MIT-forskerteam Escherichia Coli (E. coli) bakteriekulturer for at generere sort-hvide fotonegativer, der reflekterer lysmønstre, skinnede på bakteriens skål. Holdets forskning omfattede derefter kun fire gener, der producerede sort pigmentering, når bakterierne registrerer lys. Efter ti år mere har Voigt og hans team gennemført den samme farvegeneration, men denne gang med en pakke med 18 gener, der har brugt farverige billeder som et frugtstilleben, et geometrisk firbenmotiv og et springende Super Mario.

[Billedkilde: Natur]

Holdet kalibrerer E. coli-bakterierne for at registrere farve ved at inkorporere gener, der reagerer specifikt på rødt, grønt eller blåt lys. Når den tilsvarende lysfarve aktiverer de 18 gener, afgiver de signaler til andre nyligt inkorporerede gener, der følgelig producerer synligt pigment med en lignende farve. Forskerne byggede op af disse konstruerede celler til at producere en bakteriefilm, der i det væsentlige er en levende fotografisk plade. Hvis kolonien af ​​bakterier på pladen udsættes for et lyst, farverigt lysbillede, transformerer cellerne gradvist deres farve for at svare til det spektrum af lys, der skinner på bakteriefilmen. Rundt regnet 8 timer af pigmentgenerering kræves for at producere et stærkt image.

”Vi betragter det som en slags‘ discobakterier, ”sagde Voigt. "Du kan forestille dig, at forskellige lys blinker afhængigt af, hvad cellerne skal gøre".

[Billedkilde:Felice Frankel via NewScientist]

Bakteriel anvendelse

At generere farverige billeder ved hjælp af bakterier er ud over formålet med forskergruppens mål med at konstruere denne form for proces. Det er særligt praktisk at bruge lys i stedet for kemiske signaler til at styre bakteriel aktivitet eksternt, da det er let at slukke og giver kontrol over hele processen.

"Du ville bare ikke være i stand til at gøre det med kemikalier", sagde Voigt. "Det ville være meget dyrt og bare teknisk udfordrende".

[Billedkilde: Natur]

Holdets proces kunne også bruges til at muliggøre forbedret kontrol af de bakterier, der dyrkes i fermentorer, for at fordøje vitale lægemidler, antistoffer og materialer. Desuden kunne lyset bruges til at forme eller forme levende biomaterialer som væv og organer til transplantation.

I virkeligheden er E. coli-bakterier naturligt blinde, selv når de er konstrueret. De kan kun have en følelse af meget vag vision. "Det tager to komponenter at se", forklarede Voigt. "Den ene er at fornemme lyset og den anden at fortolke det på en eller anden måde, så på et grundlæggende niveau reagerer du og derefter beregner noget som svar".

Voigts levende fotograferingsproces er en del af et større projekt for at give bakterier nye evner som nedbrydning af oliespild og inkorporering af nye genetiske kredsløb, der lader bugs forstå og adlyde nemme instruktioner fra sensoriske stimuli.

Forskergruppens papir blev offentliggjort i Natur kemisk biologi.

Kilder: Forskeren,Ny videnskabsmand

SE OGSÅ: AI Neural Network vælger sjovt forkerte navne til nye malingsfarver


Se videoen: Pitbull ft. Christina Aguilera - Feel This Moment Official Video (Oktober 2021).