Científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado un biosensor basado en nanocables de proteínas fabricados por bacterias. Los nanocables de proteínas son muy sensibles al amoníaco, en este caso, el aliento de los pacientes con enfermedad renal, pero es posible desarrollar nanocables para una gran variedad de otros biomarcadores de salud. Los investigadores han sido modificados genéticamente. E. coli Para crear nanocables de proteínas con mayor sensibilidad al amoníaco. Cuando los nanocables se colocan en capas sobre una matriz de electrodos y el amoníaco se une a ellos, cambia la señal eléctrica del biosensor, revelando la presencia de enfermedad renal o permitiendo a los médicos monitorear el progreso de un paciente. Las construcciones de proteínas también son biodegradables y más respetuosas con el medio ambiente que los nanocables sintéticos convencionales.

La nariz humana es un sensor increíblemente poderoso y sirvió de inspiración para este último biosensor. «Hay cientos de receptores en la nariz humana, cada uno sensible a una molécula específica», dijo el investigador Jun Yao, quien participó en el estudio. «Son más sensibles y eficientes que cualquier dispositivo mecánico o químico que pueda diseñarse. Nos preguntamos cómo podríamos mejorar el diseño biológico en lugar de depender de un material sintético».

La tecnología comenzó con las bacterias. Reducción de azufre Geobacter, que produce nanocables de proteínas conductoras de electricidad. Sin embargo, es difícil cultivar y trabajar con estas bacterias, por lo que los investigadores tomaron el gen responsable de los depósitos de proteínas y lo insertaron. E. coli. «Lo que hicimos», dijo Derek Lovley, otro investigador involucrado en el estudio, «fue sacar un ‘gen de nanocables’ llamado pilin. GRAMO. azufrereducciones y empalmarlo en ADN Escherichia coliUna de las bacterias más extendidas en el mundo».

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Los investigadores modificaron el gen para que ahora codifique un péptido detector de amoníaco llamado DLESFL. «La modificación genética de los nanocables los hace 100 veces más sensibles al amoníaco de lo que eran originalmente», dijo Yasir Leghbak, otro investigador involucrado en el proyecto. «Los nanocables producidos microbianamente funcionan mejor como sensores que los sensores descritos anteriormente fabricados a partir de nanocables de silicio o metal tradicionales».

De manera emocionante, los investigadores creen que estos nanocables pueden detectar una variedad de biomarcadores, lo que sugiere que algún día el sensor podría usarse para diagnosticar una larga lista de enfermedades. «Se pueden diseñar péptidos únicos, cada uno de los cuales se une específicamente a la molécula de interés», dijo Toshiyuki Yuki, otro investigador que participó en el estudio. «Por lo tanto, al identificar moléculas trazadoras específicas emitidas por el cuerpo y específicas de una enfermedad en particular, podemos crear sensores que incorporen cientos de diferentes nanocables de detección de químicos para monitorear todo tipo de condiciones de salud».

leer la revista Biosensores y Bioelectrónica: Nanocables microbianos con ligandos peptídicos modificados genéticamente para la fabricación sostenible de dispositivos electrónicos de detección

a través de: Universidad de Massachusetts Amherst