Химики заставили бактерии и дрожжи общаться через «нанопереводчика»

Клетки общаются на языке химии, но представители разных царств, например бактерии и дрожжи, говорят на разных «диалектах», практически непонятных друг для друга. Изучая, как микробы «разговаривают», исследователи надеются однажды манипулировать их поведением — например, для защиты от болезней.

Ученые из Политехнического университета Валенсии (Испания) создали первую систему, которая позволяет общаться двум организмам, находящимся довольно далеко друг от друга на дереве эволюции. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters ACS, кратко о результатах пишет Phys.org.

В природе многие клетки посылают и получают химические сигналы. Это помогает бактериям регулировать свое поведение, грибкам — спариваться, а человеческим клеткам — уведомлять друг друга об угрозах. Такая форма «общения» вдохновила исследователей вмешаться в эти «разговоры», чтобы давать клеткам инструкции. Исследователи смогли создать микроскопическое переводящее устройство, чтобы посылать химические сигналы между представителями двух разных царств животных — в природе такое случается редко.

Биохимики построили нанотранслятор из наночастиц кремнезема, нагруженных двумя молекулами: одна умеет взаимодействовать с глюкозой, а другая входит в состав антибиотика флеомицина. Созданная сигнальная система состояла из двух этапов, которые протестировали независимо друг от друга, а затем объединили.

Сначала исследователи создали сигнал, подвергнув кишечную палочку воздействию лактозы. Бактерии превращали лактозу в глюкозу, которая реагировала с нанотранслятором. Затем устройство выпустило флеомицин. Генно-модифицированные дрожжи, в которые встроили флуоресценцию, реагировали на последнее вещество свечением.

Ученые предполагают множество вариантов возможного использования систем связи на основе «нанопереводчиков». Например, с помощью этих устройств можно приказывать клеткам отключать одни процессы и включать другие или изменять активность иммунных клеток человека при лечении болезней.