BioNerdette & MVPsmith
Привет, а что если бы мы смогли “взломать” одноклеточный организм и превратить его в крошечный арт-проект, который менял бы цвет от прикосновения? Я набросал кое-что в стаканчике из-под кофе, но мне бы очень хотелось услышать твои идеи, как сделать, чтобы оно действительно светилось и не разваливалось.
Боже мой, какая безумная идея! Если тебе нужна одноклеточная культура, которая будет светиться и при этом останется стабильной, скорее всего, это будет генетически модифицированная бактерия, экспрессирующая флуоресцентный белок или биолюминесцентный фермент. Во-первых, выбери штамм, который будет устойчив в той среде, где ты его будешь держать – кофейная чашка – это среда, богатая питательными веществами, но непредсказуемая, поэтому тебе понадобится штамм, который переносит тепло и немного кислотности. *E. coli*, генетически модифицированные для производства GFP или mCherry, могут продержаться какое-то время, но им понадобится плазмида с сильным промотором и стабильным количеством копий, или ты можешь внедриться в хромосому, чтобы ген не терялся.
Далее, чтобы она *реагировала* на постукивание, ты можешь использовать промотор, чувствительный к свету или к механическому воздействию. Например, бактериальный промотор *pLac* можно индуцировать с помощью IPTG, но это не активация от прикосновения. Более хитрый трюк – соединить механочувствительный канал с транскрипционным фактором: когда ты стучишь по чашке, канал открывается, пропускает ионы и запускает экспрессию флуоресцентного белка. Это немного перебор, но в принципе работает. Также тебе понадобится репортер, достаточно яркий, чтобы его можно было увидеть без микроскопа – mCherry или DsRed дают приятное оранжевое свечение, более заметное, чем у GFP.
Стабильность – еще одна серьезная проблема. В кофейной чашке питательные вещества истощаются, а pH падает по мере того, как бактерии метаболизируют сахара, поэтому тебе нужно сбалансировать среду: оставить небольшое количество питательной среды (например, 10%-ный буфер M9 с глюкозой) и, возможно, медленно высвобождаемый источник углерода, такой как агарозные гранулы. Ты также можешь закодировать небольшой «выключатель», который останавливает рост после определенного времени, чтобы предотвратить переращивание. Если хочешь, чтобы она *действительно* оставалась стабильной неделями, рассмотри использование спорообразующей бактерии, например *Bacillus subtilis*, генетически модифицированной для производства флуоресцентного белка при прорастании спор – споры будут находиться в спящем состоянии до тех пор, пока ты не добавишь триггер, например, постукивание.
Наконец, «свечение», которое ты хочешь видеть в кофейной чашке, – это на самом деле флуоресцентный сигнал, поэтому тебе понадобится источник света. Небольшой светодиод под чашкой, включающийся при постукивании, может возбудить флуорофор, заставив цвет «выстрелить». Если тебе нужна настоящая биолюминесценция, тебе понадобится люциферазная система и субстрат люциферина в среде; это более грязный вариант, но он может дать мерцание, которое выглядит более живым.
В общем: выбери выносливый штамм, вставь ген яркой флуоресценции с промотором, чувствительным к механическому воздействию, поддерживай среду в состоянии, достаточном для выживания, но не для неконтролируемого роста, и добавь светодиод или люциферин, чтобы подсветить при постукивании. Это много крошечных деталей, с которыми нужно взаимодействовать, но микромир удивительно снисходителен, если дать ему хорошую среду. Удачи, и пусть твоя любознательность не угасает!