Бактерии нарисовали Марио с помощью света

Генные инженеры из Масачуссетского технологического института (MIT) научили кишечную палочку (Escherichia coli) «различать» красный, зеленый и синий цвета и под действием света вырабатывать цветные пигменты. Ученые получили цветные «фотографии», созданные генетически модифицированными бактериями на чашках с питательной средой, в том числе изображение прыгающего Марио из известной компьютерной игры. Статья опубликована в Nature Chemical Biology, кратко о новой конструкции рассказывается в редакционной статье Nature.

По словам ведущего автора работы Кристофера Войта (Christopher Voigt), исследователи хотели найти способ дистанционно «включать» и «выключать» в бактериальной клетке несколько генов независимо друг от друга. Управлять бактериями с помощью света проще и дешевле, чем стимулировать их химикатами. Подобная система помогла бы ученым контролировать микроорганизмы, которые используются для промышленного производства лекарственных препаратов, и уменьшать количество побочных продуктов, образующихся в клетках.

Биологи из MIT начали конструировать бактерий-«фотографов» больше десяти лет назад. В 2005 году они опубликовали статью, в которой сообщали о полученной ими бактерии E. coli, способной создавать черно-белые «фотографии». Созданная биологами конструкция состояла из четырех генов, в том числе из гена белка-фоторецептора, который «включался» красным светом, и белка, помогавшего бактериям вырабатывать черный пигмент, который окрашивал питательную среду.

В новой работе ученые добавили в клетки кишечной палочки уже 18 генов, среди них гены белков, которые «включались» красным светом (длина волны — 650 нанометров), зеленым (532 нанометра) и синим (470 нанометров) светом. Также биологи добавили в конструкцию гены ферментов, вырабатывающих красный, зеленый и синий пигменты. После активации светом определенной длины волны, бактерии начинали производить пигмент соответствующего цвета. После 18 часов инкубации бактерий на чашках с питательной средой чашки окрашивались в один или несколько цветов. В результате ученые получили несколько «фотографий». Авторы назвали свою светочувствительную систему «диско-бактерии», видимо по ассоциации с мигающими разноцветными огнями.

Несколько лет назад появился термин «бактериальное», или «микробное» искусство. В качестве «полотна» ученые используют чашки с питательной средой, на которых выращивают бактерии или дрожжи, содержащие флуоресцентные белки либо вырабатывающие разноцветные пигменты. Американское микробиологическое общество даже проводит ежегодное соревнование «Agar Art Contest», на которое ученые представляют свои «полотна», нарисованные бактериями на чашках Петри.