Σύνοψη από το
- Επιστήμονες του MIT ανέπτυψαν γενετικά τροποποιημένα βακτήρια που μπορούν να εντοπίζονται από απόσταση. Τα βακτήρια θα εκπέμπουν χρωστικά «σήματα», τα οποία θα ανιχνεύονται από drones.
- Η νέα τεχνολογία επιτρέπει την εξ αποστάσεως ανίχνευση βακτηριακών αποκρίσεων με τη χρήση υπερφασματικής απεικόνισης, καθώς τα τροποποιημένα βακτήρια παράγουν ειδικές χρωστικές ουσίες.
- Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να συμβάλει στην παρακολούθηση της υγείας των καλλιεργειών, στην ανίχνευση μολύνσεων ή και σε προσπάθειες απορρύπανσης περιβαλλοντικών οικοσυστημάτων.
Επιστήμονες του MIT ανέπτυξαν γενετικά τροποποιημένα βακτήρια που μπορούν να εντοπίζονται από απόσταση. Τα βακτήρια θα εκπέμπουν χρωστικά «σήματα», τα οποία θα ανιχνεύονται από drones, επιτρέποντας την εξ αποστάσεως ανάλυσης του.
Ερευνητές από το MIT παρουσίασαν μια νέα τεχνολογία που επιτρέπει την εξ αποστάσεως ανίχνευση βακτηριακών αποκρίσεων με τη χρήση υπερφασματικής απεικόνισης (hyperspectral imaging), προσφέροντας μια εναλλακτική στις παραδοσιακές μεθόδους μικροσκοπίας ή δειγματοληψίας.
Πώς λειτουργεί
Τα τροποποιημένα βακτήρια έχουν προγραμματιστεί να παράγουν ειδικές χρωστικές ουσίες που εκπέμπουν μοναδικά φασματικά σήματα. Χάρη σε αυτές, μπορούν να εντοπιστούν από απόσταση έως και 90 μέτρων με τη χρήση κάμερας υπερφασματικής ανάλυσης, η οποία μπορεί να συλλέγει φως από εκατοντάδες μήκη κύματος.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φυσικά μόρια με ισχυρά οπτικά χαρακτηριστικά και μικρές απαιτήσεις βιοσύνθεσης, περιορίζοντας έτσι τις γενετικές επεμβάσεις που χρειάστηκαν να κάνουν.
Χαρακτηριστικά παραδείγματα αποτελεί η biliverdin, μια πράσινη χρωστική που προκύπτει από τη διάσπαση της αίμης (βιολογική ένωση, υπεύθυνη για κρίσιμες λειτουργίες στους οργανισμούς, μεταξύ των όποιων και η μεταφορά οξυγόνου) στο βακτήριο Pseudomonas putida που συναντάται στο χώμα, καθώς και μια μορφή βακτηριοχλωροφύλλης στο βακτήριο Rubrivivax gelatinosus.
Η παραγωγή των χρωστικών συνδέεται με γενετικά κυκλώματα που ενεργοποιούνται μόνο όταν ανιχνευθούν συγκεκριμένα περιβαλλοντικά ερεθίσματα, όπως η παρουσία άλλων βακτηρίων μέσω μιας διαδικασίας που οι επιστήμονες ονομάζουν βακτηριακή επικοινωνία.
Εφαρμογές και δοκιμές
Η τεχνολογία δοκιμάστηκε σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα, όπως στέγες, χωράφια και ερήμους, με τα drones να «σαρώνουν» τις περιοχές και να εντοπίζουν την παρουσία των βακτηρίων με ακρίβεια.
Αν και τα αρχικά πειράματα βασίστηκαν στην ανίχνευση βακτηριακής επικοινωνίας, η μέθοδος είναι συμβατή με πλήθος αισθητήρων που σχετίζονται με ρύπους, θρεπτικά στοιχεία και τοξικές ουσίες στο έδαφος.
Οι επιστήμονες επισημαίνουν ότι η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να συμβάλει στην παρακολούθηση της υγείας των καλλιεργειών, στην ανίχνευση μολύνσεων ή και σε προσπάθειες απορρύπανσης περιβαλλοντικών οικοσυστημάτων. Στο μέλλον, οι ίδιες αρχές θα μπορούσαν να εφαρμοστούν και σε φυτικά κύτταρα ή άλλα βιολογικά συστήματα.
Ρυθμιστικά ζητήματα
Πριν η τεχνολογία εφαρμοστεί ευρέως, θα πρέπει να πληροί τις απαραίτητες ρυθμιστικές προδιαγραφές. Η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται ήδη με την Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των ΗΠΑ και το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑγια να διασφαλιστεί η ασφαλής χρήση των γενετικά τροποποιημένων οργανισμών στο περιβάλλον.
