Бактерии: служители биотехнологий. Часть 2. Достижения

В предыдущей статье мы рассмотрели методы, применяемые в биотехнологии. Однако что действительно удалось достичь ученым, используя эти методы? Важно отметить, что применение этих методов требует глубоких знаний в области биологии. Кроме того, необходимо учитывать этические аспекты применения биотехнологий. И, конечно, следует быть бдительными, чтобы новейшие разработки не попали в руки злонамеренных лиц, стремящихся использовать их не по назначению. Теперь перейдем к конкретным достижениям!

Бактерии и ультразвук

Уже в XIX веке ученые заметили, что бактерии проявляют интерес к опухолям. Современные исследования показывают, что микробиот опухолей чрезвычайно разнообразен, включая как обычные для организма виды бактерий, так и уникальные штаммы. Особенно поразительно то, что при введении бактерий в кровоток иммунная система уничтожает всех, кроме тех, что попадают в опухоль.

Бактерии могут оказывать противоопухолевое воздействие, блокируя метаболизм бутирата, необходимого для выживания опухолевых клеток. Таким образом, бактерии способны подавлять развитие опухолей и укреплять иммунную систему.

Недавно ученые воспользовались воздействием ультразвука на бактерии. Некоторые из них под его Einfluss высвобождают различные вещества - витамины, ферменты и другие. У других устойчивость к антибиотикам может увеличиться в несколько раз. Исследователи из Калифорнийского технологического университета использовали эту особенность. Они применили известные нам E. coli и их способность реагировать на повышение температуры с помощью ультразвука. Это активировало гены, ответственные за выработку противоопухолевых нанотел - молекул, аналогичных антителам, способных разрушать белки, необходимые для жизни опухолевых клеток.

Исторический факт

У истоков биотехнологий лежит работа Коэна и Бойера с уже известной нам Escherichia coli. 

Из гетеротрофа в автотроф

Исследователи из Израиля разработали метод превращения кишечной палочки в автотрофа с помощью генной инженерии и селекции. Новый штамм способен синтезировать органические вещества из углекислого газа в ходе цикла Кальвина. Преимущество этого подхода заключается в том, что биосинтез теперь может осуществляться без образования диоксида углерода (CO2) как побочного продукта. Это особенно актуально в свете увеличивающегося содержания углекислого газа в атмосфере, оказывающего вредное воздействие на множество видов живых организмов, включая человека.

Сила света

Итальянские исследователи также занялись изучением способов управления активностью микроорганизмов. Они внедрили в геном той же кишечной палочки гены, отвечающие за синтез белка протеородопсина. Этот белок обладает свойством реагировать на свет. Интересно, что увеличение освещенности способствует усилению подвижности организмов. На данный момент ученым удалось создать изображения Эйнштейна и Дарвина с использованием проекции света на бактерии. Но в этом методе управления микроорганизмами медики усматривают потенциал - таким образом можно доставлять лекарственные препараты.

Излучение бактерий

Физики из Индии провели интересные исследования. Они использовали те же E. Coli, на поверхности которых адсорбировали наночастицы хлорида серебра, усиливающие поглощение лазерного излучения. Затем направляли лучи инфракрасного лазера, при этом каждый импульс был направлен в новую точку. Такой подход позволяет увеличить интенсивность рентгеновского излучения в 100 раз.

Биотехнологии и их области применения развиваются стремительными темпами. Уже сегодня они позволяют решать важнейшие проблемы, связанные с здоровьем человека. Приведенные исследования представляют собой лишь вершину айсберга научных открытий в этой области.

Многие считают микроорганизмы главными жителями нашей планеты из-за их многообразия и адаптивности. Они приспособлены к самым экстремальным условиям и обладают различными удивительными свойствами. Этот факт свидетельствует о огромном потенциале использования бактерий человеком в различных сферах.

1. Краткая история сотрудничества бактерий и людей // Postnauka URL: https://postnauka.org/lists/90659
2. ТОП—5 главных бактерий в биотехнологиях // Tutorbio URL: https://tutorbio.ru/blog/bacterii-biotech
3. Ультразвук // Nsay URL: https://nsau.edu.ru/images/vetfac/images/ebooks/microbiology/stu/bacter/ecologia/uzvuk.htm
4. We Could Use Ultrasound to Command Bacteria to Nuke Tumors // Yahoo URL: https://www.yahoo.com/now/could-ultrasound-command-bacteria-nuke-184838890.html
5. Бактериальное искусство: как управление микроорганизмами может изменить медицину // RT URL: https://russian.rt.com/science/article/546402-bakterii-iskusstvo-medicina

Статью подготовила: Алсу Халиулова

в телеграмм-канале: