Токсичность наноматериалов помогут определить люминисцентные бактерии

Эксперты биологического факультета московского университета им. М. В. Ломоносова внесли предложение несложной и эргономичный тест для предварительной оценки токсичности наноматериалов. В качестве тест-объекта они применяли генетически модифицированую кишечную палочку, – передает STRF.ru.

Наноматериалы бы с наслаждением применяли в медицине и биологии. Но неприятность в том, что вещество в виде наночастиц возможно более токсичным, чем в «простом» состоянии, а о действии наноматериалов на биологические объекты известно мало. Столичные ученые, к примеру, узнали, что углеродные нанотрубки токсичны для кишечной палочки.

Исследователи применяли штамм кишечной палочки со встроенным геном из светящихся морских бактерий. Суспензию клеток смешивали с одностенными углеродными нанотрубками (это частицы диаметром от 0,7 до 2 нм и длиной до нескольких мкм) так, дабы в 1 мл водной суспензии находились 1 млрд. клеток и 0,2 мг частиц, и выдерживали различное время при комнатной температуре. (Частицы синтезировали способом дугового разряда в лаборатории спектроскопии наноматериалов ЦЕНИ ИОФ РАН им.

А. М. Прохорова). После этого клетки отмывали от нанотрубок и разглядывали посредством атомно-силового микроскопа.

Клетки кишечной палочки, совершившие пара дней в воде, выглядят как настоящие палочки. Но по окончании 4-х дней инкубации с углеродными нанотрубками поверхность бактерий была деформирована. Клетка частично утрачивает содержимое, почему ее изображение имеет провал в средней части. На 7–8-е дни содержимое клеток вытекает всецело, и от бактерий остается лишь сплющенная клеточная оболочка.

Исследователи отмечают, что материал, из которого изготовлены нанотрубки, не оказывает на клетки для того чтобы действия. Антибактериальными особенностями владеют как раз нанотрубки. Через двое дней инкубации с ними количество живых бактерий в суспензии сократилось в два раза, через 3 дней — более чем на порядок.

Разумеется, эти структуры механически разрушают бактериальную мембрану и клеточную стенку под ней.

Углеродные нанотрубки не только приводят к внешним изменениям бактерий и снижают их жизнеспособность, но и воздействуют на клеточный метаболизм. Уже через час совместной инкубации бактерии вдвое увеличивают потребление кислорода, но к третьему часу оно приходит в норму. Уровень метаболизма комфортно кроме этого определять по свечению клетки: по окончании инкубации с нанотрубками кишечная палочка с геном морской фотобактерии светится далеко не так ярко, как обязана.

Уже через дни биолюминесценция понижается на 45—50 процентов.

Ученые установили, что между жизнеспособностью клеток и их биолюминисценцией существует взаимосвязь. Измерять бактериальную биолюминесценцию легко, а экспресс анализ примера занимает не более получаса. Химические нарушения в клетках кишечной палочки происходят существенно раньше, чем становятся заметными внешние трансформации. Особенным образом высушенные люминенсцентные бактерии возможно хранить месяцами.

Исходя из этого исследователи предлагают применять люминесцентные бактерии в качестве биотестера при определении токсичности наноматериалов.

Случайные записи:

• Фирма conocophillips финансирует нанотехнологии для повышения эффективности нефтедобычи
• Российские ученые создали анализаторы биологически активных веществ на основе наносистем

Видео по использованию кремниевых наночастиц как люминесцентных меток

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Бактерии-сенсоры помогут найти мины в земле

  Ученые из Иудейского университета в Иерусалиме удачно опробовали новый способ дистанционного поиска зарытых в почву мин. Исследователи создали бактерию,…

• Бактерии е. coli могут помочь в борьбе с болезнью паркинсона

  Е. coli в большинстве случаев вызывает ассоциации с закрытием пляжей и отравлением еды. Но эта бактерия не так страшна, как может казаться на первый…

• Антибиотики ускоряют рост бактерий

  Пробуя устоять перед антибиотиком, кишечная палочка начинает размножаться втрое стремительнее. Мы знаем, что антибиотики действуют против бактерий, но…

• Можно ли определить рак по анализу мочи

  Модифицированные бактерии-пробиотики оказывают помощь найти раковые метастазы в печени. Многие виды рака, включая рак поджелудочной железы и кое-какие…