Naukowcy modyfikują komórki drożdży, tak by wykrywały narkotyki
Your Best Digs/Wikimedia

Naukowcy modyfikują komórki drożdży, tak by wykrywały narkotyki

  • Dodał: Aleksandra Bazelak
  • Data publikacji: 15.12.2022, 14:55

Naukowcy z Wydziału Nauk Uniwersytetu w Kopenhadze zmodyfikowali komórkę drożdży, tak aby wykrywała substancje czynne zawarte w konopiach indyjskich i zmieniała kolor na czerwony, gdy to nastąpi. Wynik otwiera drogę do odkrycia nowych substancji leczniczych oraz do nowego rodzaju testu narkotykowego, który można wykonać za pomocą smartfona.

 

Komórki drożdży to proste organizmy. W życiu robią dwie rzeczy: jedzą i rozmnażają się. Teraz naukowcy z Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku Uniwersytetu w Kopenhadze wyposażyli zwykłe komórki drożdży piekarskich w nową funkcję. Zastąpili popęd płciowy komórek drożdży zmysłem smaku i zapachu, który pozwala im wykrywać kannabinoidy, substancje aktywne w konopiach indyjskich. Naukowcy sprawili także, że drożdże zmieniały kolor na czerwony lub świeciły, gdy tak się stało.

 

- Z komórki drożdży stworzyliśmy żywy czujnik, który może teraz wykrywać kannabinoidy lub cząsteczki, które mają taką samą funkcję, nawet jeśli wyglądają zupełnie inaczej. Biosensor może być między innymi używany do wyszukiwania nowych substancji o takich samych właściwościach jak kannabinoidy. Mogłoby to zdemokratyzować rozwój medycyny, tak aby firmy farmaceutyczne nie były jedynymi jednostkami wyposażonymi w sprzęt do odkrywania nowych substancji - tłumaczy profesor Sotirios Kampranis z Wydziału Nauk o Roślinach i Środowisku, który kierował badaniami.

 

Ludzie używają setek różnych receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR) do wykrywania smaku i zapachu. W samym nosie mamy 400 różnych GPCR, które pozwalają nam odróżnić zapach róż od świeżo upieczonego chleba. Każdy z nich aktywuje inne GPCR, które następnie wysyłają sygnał do mózgu. Wraz z innymi naukowcami, profesor Kampranis zamienił GPCR, którego komórki drożdży używają do wyczuwania płci przeciwnej w środowisku, z GPCR, którego my, ludzie, używamy do rozpoznawania kannabinoidów.

 

- Komórka drożdży emituje teraz sygnał, gdy w jej otoczeniu znajdują się kannabinoidy. Dzięki temu możemy przeszukiwać tysiące roślin w poszukiwaniu substancji o potencjale terapeutycznym. Ponadto możemy zbadać czy ludzie są pod wpływem narkotyków lub czy ktoś próbuje przemycić tzw. „dopalacze” przez punkt kontrolny na lotnisku - wyjaśnia adiunkt Karel Miettinen.

 

Kiedy firmy farmaceutyczne szukają dziś nowych leków, to z pomocą najnowocześniejszej robotyki i sprzętu laboratoryjnego, na który uniwersytety i inne jednostki niekomercyjne nigdy nie będą mogły sobie pozwolić. To, że badacze opracowali alternatywę, może pozwolić większej liczbie osób poszukiwać pomocnych substancji w naturze.

 

Naukowcy opracowali również przenośne urządzenie z tworzywa sztucznego z wbudowanym bioczujnikiem komórek drożdży. Materiał roślinny, ślina, mocz, krew, materiał z walizki lub cokolwiek innego, co chce się przetestować na komórce drożdży, umieszcza się w przyrządzie. Następnie urządzenie wykorzystuje kamerę smartfona, aby sprawdzić, czy komórki drożdży zapalają się na czerwono, dostarczając wynik w zaledwie 15 minut. Aplikacja może pomóc policjantom i innym osobom w śledzeniu narkotyków na lotniskach lub przeprowadzaniu testów na obecność narkotyków.

 

Urządzenie można wydrukować w 3D lub zmontować przy użyciu materiałów łatwo dostępnych w internecie. Naukowcy pracują obecnie nad tym, aby narzędzie testowe było dostępne bezpłatnie dla jak największej liczby osób, ale jednocześnie zapewniono im kontrolę nad konserwacją i dalszym rozwojem.

Źródło: A GPCR-based yeast biosensor for biomedical, biotechnological, and point-of-use cannabinoid determination, K. Miettinen, N. Leelahakorn, A. Almeida, Y. Zhao, L. R. Hansen, I. E. Nikolajsen, J. B. Andersen, M. Givskov, D. Staerk, Søren Bak & Sotirios C. Kampranis, Nature Communications.

Aleksandra Bazelak

Oficjalnie: studentka Technologii Żywności na Politechnice Opolskiej. Nieoficjalnie: lekkoduszna melancholiczka, miłośniczka podróży, irlandzkiej whiskey i chałki z masłem. Comedamus et bibamus cras enim moriemur.