Ученые из Северо-Западного университета в США создали новую версию сенсоров ROSALIND, которая стала в десять раз чувствительнее своих предшественников. Они использовали особый биохимический “трюк”, который позволяет обрабатывать и усиливать слабые сигналы. В результате система может выявлять даже очень низкие концентрации различных молекул, включая антибиотики, тяжелые металлы и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Работа опубликована в журнале Nature Chemical Biology (NCB).
ROSALIND 3.0 использует синтетическую биологию, где клеточные молекулы, такие как ДНК и РНК, перепрограммированы для выполнения новых задач. Новый подход включает в себя «генетические цепи», которые усиливают сигналы, делая платформу пригодной для анализа воды, продуктов питания и даже организма человека.
«Биосенсоры, созданные на основе природных молекулярных механизмов, могут обнаруживать широкий спектр загрязнителей и их чувствительности часто достаточно для широкого практического применения», — сообщил руководитель исследования, профессор Юлиус Лакс.
Ранние версии ROSALIND могли определять наличие 17 различных загрязнителей в одной капле воды, а также рассчитывать их концентрации. Новая версия добавляет функциональность, сравнимую с «регулятором громкости», который усиливает сигналы до требуемого уровня чувствительности. Особенность инновации заключается в использовании фермента T7 РНК-полимеразы, который сначала считался «помехой» в системе. Но ученые превратили его в «усилитель», который перерабатывает входной сигнал и генерирует новый, значительно увеличивая чувствительность системы.
«Наша разработка позволяет быстро обнаруживать опасные соединения в любых концентрациях», — отметил Лакс.
Усовершенствование сенсоров сделало их универсальным инструментом для выявления токсинов и мониторинга окружающей среды.
Ранее ученые выяснили, как один-единственный атом азота может изменить будущее разработки лекарств.