Un equipo dirigido por los biólogos sintéticos de la Universidad de Rice (Estados Unidos) han diseñado bacterias que detectan e informan rápidamente de la presencia de diversos contaminantes, según publican en la revista 'Nature'.
En el estudio realizado por los investigadores de se informa del desarrollo de sensores bioelectrónicos cuyas células pueden programarse para identificar a los invasores químicos e informar en cuestión de minutos liberando una corriente eléctrica detectable.
Tal y como explican los mismos investigadores, estos dispositivos "inteligentes" podrían alimentarse a sí mismos mediante la captación de energía en el medio ambiente mientras vigilan las condiciones en entornos como ríos, granjas, industrias y plantas de tratamiento de aguas residuales, y para garantizar la seguridad del agua.
Otros investigadores aseguran que se trata de un “interruptor eléctrico en miniatura que se introduce en las sondas del agua y miden la corriente”
"Creo que es la vía proteica más compleja para la señalización en tiempo real que se ha construido hasta la fecha", apunta Silberg, director del Programa de Doctorado en Biología Física, Sintética y de Sistemas de Rice. "Por decirlo de forma sencilla, imaginemos un cable que dirige los electrones para que fluyan desde una sustancia química celular hasta un electrodo, pero hemos roto el cable por la mitad. Cuando la molécula objetivo golpea, vuelve a conectarse y electrifica toda la vía", explica.
BACTERIA DE PRUEBA
La bacteria de prueba de los investigadores fue 'Escherichia coli', y su primer objetivo fue el tiosulfato, un agente de dicloración utilizado en el tratamiento del agua que puede provocar la proliferación de algas. Y había fuentes de agua convenientes para probar: La playa de Galveston y los bayous Brays y Buffalo de Houston.
Recogieron agua de cada una de ellas. Al principio, fijaron la 'E. coli' a los electrodos, pero los microbios se negaron a quedarse. "No se adhieren de forma natural a un electrodo, apunta Ajo-Franklin. Utilizamos cepas que no forman biopelículas, así que cuando añadíamos agua, se caían".
Con la ayuda del coautor Xu Zhang, investigador postdoctoral en el laboratorio de Ajo-Franklin, encapsularon los sensores en agarosa en forma de piruleta que permitía la entrada de contaminantes pero mantenía los sensores en su sitio, reduciendo el ruido.
Una vez establecidas las limitaciones físicas, los laboratorios codificaron primero 'E. coli' para que expresara una vía sintética que sólo genera corriente cuando encuentra tiosulfato. Este sensor vivo fue capaz de detectar esta sustancia química a niveles inferiores a 0,25 milimoles por litro, muy por debajo de los niveles tóxicos para los peces.
En otro experimento, se recodificó 'E. coli' para que detectara un disruptor endocrino. Esto también funcionó bien, y las señales aumentaron mucho cuando las nanopartículas conductoras sintetizadas a medida por Su se encapsularon con las células en la piruleta de agarosa. Los investigadores informaron de que estos sensores encapsulados detectan este contaminante hasta 10 veces más rápido que los anteriores dispositivos de última generación.