Биоинженерная бактерия выследила и убила патогены

Учёные представили миру новую биоинженерную бактерию, которая способна выследить патогены и самостоятельно уничтожить их.

Синтетический биолог Мэтью Чан (Matthew Chang) из Наньянского технологического университета в Сингапуре модифицировал опасную для человека кишечную палочку. Изменённая бактерия предназначена для "выслеживания и уничтожения" колонии клеток синегнойной палочки – инвазивного микроорганизма, способного вызвать пневмонию и другие опасные заболевания. В предварительных тестах на заражённых мышах модифицированные бактерии оставили за собой след мёртвых синегнойных палочек.

Чан и его команда ранее создали кишечную палочку, способную вырабатывать антибактериальный пептид пиоцин. Обнаружив следы своего противника, она выпускаетсмертоносный для бактерий груз и сама погибает.

В этот раз исследователи внедрили в кишечные палочки ген белка микроцина С (MccS). Этот пептид меньше, чем пиоцин. Кишечная палочка может самостоятельно вырабатывать его, а не просто доставлять до места и погибать как камикадзе. Это означает, что для лечения инфекции понадобится меньшее количество модифицированных бактерий.

Сингапурские учёные также наделили изменённые бактерии другим геном, отвечающим за производство нуклеазы под названием ДНКаза I. Она может разрушать защитные биоплёнки, покрывающие колонии синегнойной палочки, воздействуя на соответствующие нуклеиновые кислоты.

Исследователи "запрограммировали" кишечные палочки таким образом, чтобы они сохраняли своё оружие до той поры, пока не возьмут след врага. Изменённые E. coli обнаруживают синегнойные палочки по сигнальной молекуле, которую патогены используют для передачи информации о плотности своих колоний.

Каждая биоинженерная палочка вырабатывает белок, который прикрепляется к подобной молекуле, образуя комплекс, способный активизировать "системы вооружения" E. coli.

Это комплекс также контролирует движение кишечной палочки. Имея информацию о распределении плотности колоний, она передвигается в сторону наибольшей концентрации врага. Такой процесс называется хемотаксис.

Чан ввёл своих микроскопических наёмников мышам, инфицированным синегнойной палочкой, а несколько часов спустя собрал образцы их кала. Биолог обнаружил, что в них стало меньше патогенов, к тому же животные явно не испытали каких-либо негативных последствий лечения.

Разработчики надеются на то, что однажды их модифицированная бактерия поможет людям побороть опасные заболевания. Такой подход будет даже лучше, чем традиционное лечение антибиотиками, ведь они, как правило, убивают все бактерии без разбора, включая полезные. Модифицированная кишечная палочка в отличие от них способна нанести точечный удар.