Tae Seok Moon, phó giáo sư về năng lượng, môi trường và kỹ thuật hóa học tại Trường Kỹ thuật McKelvey thuộc Đại học Washington ở St. Louis, đã tiến một bước lớn trong nhiệm vụ thiết kế một công tắc tiêu diệt mô-đun, biến đổi gen, tích hợp vào bất kỳ thiết bị di truyền nào. vi khuẩn đã được thiết kế, khiến nó tự hủy trong những điều kiện xác định nhất định.
Nghiên cứu của ông đã được công bố vào ngày 3 tháng 2 trên tạp chí Nature Communications.
>> Tham khảo: Công nghệ chấm lượng tử xanh mới có thể dẫn đến màn hình tiết kiệm năng lượng hơn.
Phòng thí nghiệm của Moon hiểu về vi khuẩn theo cách mà chỉ các kỹ sư mới hiểu được, như các hệ thống được tạo thành từ các cảm biến, mạch điện và bộ truyền động. Đây là những thành phần cho phép vi khuẩn cảm nhận thế giới xung quanh chúng, giải thích nó và sau đó hành động theo sự giải thích đó.
Trong một số trường hợp, bộ truyền động có thể hành động dựa trên thông tin bằng cách di chuyển về phía một loại protein nhất định hoặc tấn công kẻ xâm lược nước ngoài. Moon đang phát triển các bộ truyền động đi ngược lại quá trình tiến hóa hàng triệu năm đã hoạt động có lợi cho việc tự bảo tồn, thay vào đó yêu cầu một bộ truyền động ra lệnh cho vi khuẩn tự hủy.
>> Tham khảo: Pha lượng tử mới được phát hiện để phát triển vật liệu lai.
Công cụ kích hoạt công tắc tiêu diệt là một nỗ lực nhằm dập tắt sự lo lắng về khả năng vi khuẩn biến đổi gen xâm nhập vào môi trường. Cho đến nay, anh ấy đã phát triển một số: chẳng hạn, một thứ khiến vi khuẩn tự hủy khi môi trường xung quanh nó đạt đến một nhiệt độ nhất định.
“Nhưng tác phẩm trước đó có mức kích hoạt cơ sở quá cao hoặc quá thấp,” Moon nói. Và mỗi khi anh ta giải quyết vấn đề đó, “vi khuẩn sẽ biến đổi.” Trong các thí nghiệm, điều đó có nghĩa là có quá nhiều vi khuẩn còn sống sau khi bật công tắc tiêu diệt.
Ngoài ra, trong một số trường hợp, khóa chuyển đổi có thể không được kích hoạt trong nhiều ngày. Thời gian bổ sung này có nghĩa là các vi khuẩn có thêm cơ hội biến đổi, có thể ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của công tắc.
Chẳng hạn, Moon quan tâm đến việc phát triển các vi khuẩn biến đổi gen để ăn nhựa như một cách xử lý chất thải độc hại. “Nhưng chúng tôi không biết mình cần bao nhiêu ngày để giữ cho những vi khuẩn này ổn định cho đến khi chúng làm sạch xong môi trường của chúng ta. Có thể là vài ngày hoặc vài tuần,” Moon nói, “vì chúng ta có quá nhiều rác thải.”
>> Tham khảo: Công nghệ mới tạo ra hóa chất trung tính carbon từ không khí.
Để vượt qua những rào cản này, Moon đã chèn nhiều công tắc tiêu diệt — lên đến bốn — trong DNA của vi sinh vật. Kết quả: Trong quá trình thử nghiệm, trong số một tỷ vi khuẩn, chỉ một hoặc không con nào có thể sống sót.
Trong các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra vi khuẩn hàng ngày. Các công tắc vẫn hoạt động trong 28 ngày.
“Đây là công tắc tiêu diệt tốt nhất từng được phát triển,” Moon nói.
Những thí nghiệm này cũng đã được thực hiện trên chuột, nhưng trong tương lai, Moon muốn chế tạo các công tắc tiêu diệt vi khuẩn sẽ được sử dụng trong đất — có thể để tiêu diệt mầm bệnh gây chết cây trồng — hoặc thậm chí trong ruột người để chữa bệnh.
>> Tham khảo: Khoáng chất có thể là chìa khóa để chữa lành các mô bị tổn thương.
Moon nói, trò chơi kết thúc là bắt vi khuẩn làm những gì chúng ta muốn và sau đó biến mất. Ông cho rằng những vi khuẩn này có thể được sử dụng để giải quyết một loạt các vấn đề toàn cầu. “Vi khuẩn có vẻ ngu ngốc,” ông nói, “nhưng chúng có thể rất thông minh miễn là chúng ta dạy chúng tốt.”
