Боевые бактерии будущего смогут общаться

Известно, что бактерии могут "общаться" между собой (точнее, вырабатывать и передавать определенную информацию) с помощью химических "сигналов". Клетка может выделять строго определенные соединения, реагируя, например, на стресс, - это дает другим клеткам возможность "подготовиться" к изменению свойств внешней среды. При достижении определенной пороговой концентрации эти химические соединения включают генетические механизмы, приводящие к модифицированию характера поведения клетки. Однако набор этих химических сигналов у обычной клетки крайне ограничен.

Группе ученых под руководством Джеймса Ляо (James Liao) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось помочь клеткам расширить их собственный "лексический запас". Для опытов использовали многострадальную Escherichia сoli, на которой генетики традиционно проводят эксперименты. Для начала в ее геном внедрили модуль из генов-регуляторов - с его помощью можно управлять другими генами, изначально входящими в геном бактерии. Данная методика уже отработана - еще четыре года назад ученые из Принстона смогли превратить E. сoli в своего рода микроскопическую лампочку, научив ее производить с помощью генных механизмов светоизлучающий протеин GFP. Но Ляо пошел дальше. Механизм выработки GFP теперь инициируется при появлении химического соединения - иона ацетата, который является стандартным продуктом жизнедеятельности клетки. С лингвистической точки зрения, модифицированные клетки E. сoli теперь могут непрерывно передавать сообщения о том, что нужно включить свет. Причем интенсивность их "щебета" можно контролировать, регулируя кислотность среды, поскольку от нее зависит концентрация ионов ацетата, запускающих, в конечном итоге, процесс синтеза светоизлучающего белка.

Изначальная цель ученых была проста - с помощью светоизлучающего GFP легко контролировать процесс работы ацетатного механизма инициации генных механизмов. Однако, в принципе, аналогичный механизм можно использовать и в куда более практических целях - например, управляя с его помощью выработкой водорода клетками, либо "приказывая" им выделять в определенных условиях яды, убивающие больные клетки. Можно заглянуть и дальше. По мнению Джеффа Хасти (Jeff Hasty) из Калифорнийского университета в Сан-Диего, этот же механизм можно использовать для превращения безобидных обычно клеток в настоящих "троянских коней", избирательно воздействующих на живую силу противника в боевых условиях.

Источник: по материалам журнала Nature.