DeLaCosa Team (Español): Bioingenieros consiguen crear ''luces de neón'' a partir de bacterias.

Los biólogos y bioingenieros de la Universidad de California en San Diego se han unido para crear señales de neón vivas formadas por millones de células bacterianas que brillan de forma fluorescente al unísono como bombillas de luz. A fin de crear la luz que necesitaban adjuntar una proteína fluorescente a los relojes biológicos de bacterias y, a continuación, sincronizar los relojes de cuerpo de las bacterias dentro de la colonia para que ellos brillaran y se desactivaran al unísono. El equipo creó signos que representaban las iniciales de la universidad: "UC SD".

Utilizando la misma técnica que utiliza para crear estas señales intermitentes, el equipo también creó un simple sensor bacteriano capaz de detectar el arsénico. Este sensor haría que las células parpadeasen y se desactivasen más lentamente, indicando la presencia del veneno (el arsénico es letal para todas las células, menos para estas especies únicas).

El equipo cree que porque las bacterias son tan sensibles a los contaminantes ambientales, el enfoque podría utilizarse para el diseño de biosensores bajo costos que podrían responder a los cambios en las cantidades de toxinas en el tiempo.

Jeff Hasty, profesor de biología y bioingeniería en UC San Diego, dijo: "Estos tipos de sensores de vida son intrigantes como pueden servir para supervisar continuamente una muestra determinada durante largos períodos de tiempo, considerando que la mayoría de kits de detección se utilizan para una medición única. Porque las bacterias responden de diferentes maneras para diferentes concentraciones variando la frecuencia de su patrón intermitente, pueden proporcionar una actualización continua sobre lo peligroso de una toxina o patógeno es en cualquier momento.

Este documento es el último de una serie que se han publicado en Nature desde hace más de cuatro años. En el primer documento, el equipo demostró que construyen un reloj biológico ajustable para producir bacterias parpadeantes. El segundo libro, publicado en 2010, mostró cómo el equipo podría diseñar una red basada en un mecanismo de comunicación--conocida como detección de quórum--utilizado por las bacterias que les permitieron sincronizar su comportamiento.

La detección de Quorum es cuando las bacterias pasan pequeñas moléculas entre ellas para desencadenar ciertas conductas. Sin embargo, detección de quórum no puede utilizarse en gran escala porque tarda mucho para las moléculas pasar a través de una gran colonia. Sin embargo, el equipo descubrió que cada una de las colonias emiten gases que, cuando se comparte entre los miles de otras colonias dentro de un chip microfluídico especialmente diseñada, puede sincronizar todas las bacterias en el chip.

Hasty explica: "las colonias se sincronizan a través de la señal de gas, pero las células se sincronizan a través de detección de quórum. El acoplamiento es sinérgico en el sentido de que la comunicación quórum grandes, pero local, es necesaria generar una señal lo suficientemente grande como para impulsar el acoplamiento a través del intercambio de gases".

Los chips microfluidicos -- aproximadamente el mismo tamaño de un clip y que contiene 50-60 millones de células bacterianas -- fueron diseñados por los estudiantes titulados Arthur Prindle, Philip Samayoa y Ivan Razinkov. También se diseñaron chips más pequeños con sólo 2.5 millones de células.Cada una de las colonias parpadeantes forman lo que los investigadores llaman "biopixel", un punto individual de luz como un píxel en un monitor de computadora. Las fichas más grandes tienen unos 13.000 biopixels, mientras que los más pequeños alrededor 500.PBP.

Hasty cree que dentro de cinco años, el equipo podría desarrollar un sensor portátil pequeño que podría tomar lecturas de parpadear de bacterias en chips desechables para comprobar la presencia y concentraciones de sustancias tóxicas.

Esta mujer, Bonni Bassler, muestra unos avances en este campo: