Искусственная эволюция помогла в создании магнитной бактерии

Специалисты Гарвардского университета прибегнули к методу искусственной эволюции, благодаря чему стало возможным создание генетически модифицированной кишечной палочки. Последняя содержит магнитные наночастицы.

Неорганические наночастицы используют во многих исследованиях. Они играют роль магнитных и флуоресцирующих меток и позволяют визуализировать биологические процессы. Однако даже невзирая на их универсальные свойства (химические и физические), их применение ограничено. Связано это с тем, что большая часть клеток не способны производить такие частицы в естественных условиях. Но практически все живые организмы синтезируют белки, так называемые ферритины, которые представляют собой хранилище атомов железа.

В ходе эксперимента ученые использовали метод искусственной эволюции. Это позволило повысить магнитные свойства ферритинов. Чтобы добиться такого результата, специалистам пришлось ввести в клетки кишечной палочки гены, которые кодируют железосодержащие белки, а также те, в которых имеются случайные мутации. После этого бактерии десять раз пропустили сквозь магнитные колонны. Так были выделены клетки, синтезирующие ферритины с лучшими магнитными свойствами.

Доказано, что мутантные ферритины, полученные в результате исследования, поглощали больше атомом железа, нежели белки дикого типа. Связано это с изменениями, произошедшими в структуре молекул. Эти свойства позволят использовать искусственные ферритины для очистки от металла шахтных и сточных вод. Также в дальнейшем планируется создать наночастицы, которые будут играть роль контрастного вещества в МРТ клеток.