Badanie typu proof of concept opublikowano w „Nature Communications”. Uczelnia podała, że technologia jest objęta wnioskiem patentowym.

Bakterie są szeroko wykorzystywane w przemyśle i nauce, m.in. do produkcji leków, składników odżywczych i biogazu. Stosuje się je także poza zamkniętymi systemami, np. w probiotykach, ochronie roślin, oczyszczaniu wody i usuwaniu skażeń z gleby. W takich zastosowaniach kluczowe jest jednak to, by mikroorganizmy nie rozprzestrzeniały się bez ograniczeń.

Naturalnie bakterie rozmnażają się wykładniczo: jedna komórka daje dwie, dwie dają cztery, a liczba komórek szybko rośnie. Badacze zmienili ten schemat w bakteriach E. coli, wprowadzając do nich specjalny system genetyczny.

System sprawia, że cząsteczka potrzebna do wykorzystywania określonych składników odżywczych powstaje tylko w zaprojektowanym kompleksie białkowym. Przy podziale komórki kompleks ten trafia asymetrycznie tylko do jednej z dwóch komórek potomnych. W efekcie tylko jedna komórka może dalej rosnąć, a druga przestaje dzielić się po kilku podziałach.

Dodatkowo kompleks białkowy stopniowo ulega rozpadowi, więc nawet komórka, która kontynuuje wzrost, może podzielić się tylko ograniczoną liczbę razy. Zamiast wzrostu wykładniczego uzyskano wzrost liniowy, z wbudowanym „terminem ważności”.

Badacze wskazują, że technika może zwiększyć bezpieczeństwo zastosowań bakterii w trudnych do kontrolowania środowiskach. W przyszłości takie mikroorganizmy mogłyby np. lokalnie produkować leki w jelitach, wspierać terapie przeciwnowotworowe albo być podstawą szczepionek w hodowli zwierząt, które po wywołaniu odpowiedzi odpornościowej same znikają.

Patryk Kulpok (PAP)

pmk/ agt/