(注:音频为机器生成,仅供参考)
Ученые из Массачусетского технологического института «научили» модифицированные бактерии излучать свет при обнаружении загрязнителей и питательных веществ в почве и культурных растениях. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Biotechnology (NatBiotech).
Технология позволяет упростить проверку состояния почвы — вместо сложных анализов достаточно будет «опросить» местные бактерии. Их ответы можно зафиксировать с помощью гиперспектральных камер, установленных на дронах или спутниках. В зависимости от содержания питательных веществ или загрязняющих веществ в почве, бактерии будут светиться разными цветами.
Сами бактерии были сконструированы для производства молекул-«репортеров», которые легко обнаруживаются на расстоянии. В ходе работы команда исследователей провела квантово-механические симуляции более 20 тысяч метаболитов, чтобы выбрать наиболее эффективные молекулы для световой сигнализации. В итоге были выбраны биливердин — пигмент, придающий синякам зеленый оттенок, и бактериохлорофилл, участвующий в фотосинтезе.
Система продемонстрировала высокую эффективность: образцы почвы, содержащие целевые вещества, испускали сигнал в 12 раз сильнее контрольных, и могли быть зафиксированы на расстоянии до 90 метров. При этом свечение остается невидимым для человеческого глаза, но четко фиксировалось гиперспектральными камерами, способными улавливать мельчайшие изменения цвета в широком диапазоне волн.
«Система может реагировать на металлы, радиацию, токсины или питательные вещества в почве — на все, что требуется обнаружить», — отметил руководитель исследования Кристофер Фойгт. В будущем эта технология может найти применение в сельском хозяйстве, экологии и мониторинге загрязнений.
Ранее ученые создали волокна из бактерий для восстановления костей.
来源:https://www.gazeta.ru/science/news/2025/04/27/25649906.shtml
参考译文
科学家培育出能让土壤和农作物”发光”的细菌
麻省理工学院的科学家们成功”教会”了经过基因改造的细菌,使其能够在检测到土壤和农作物中的污染物及营养物质时发出荧光。这项研究成果已发表在《自然生物技术》期刊上。
该技术可以简化土壤状况检测流程——无需进行复杂的分析,只需”询问”当地的细菌即可。通过安装在无人机或卫星上的高光谱相机,可以记录这些细菌的反馈信号。根据土壤中营养物质或污染物的含量不同,细菌会发出不同颜色的光。
这些细菌经过特殊设计,能够产生易于远距离检测的”报告分子”。研究团队通过量子力学模拟分析了2万多种代谢物,最终筛选出最有效的发光信号分子:使淤青呈现绿色的胆绿素色素,以及参与光合作用的细菌叶绿素。
该系统展现出卓越的检测性能:含有目标物质的土壤样本发出的信号强度是对照组的12倍,最远可在90米外被检测到。虽然这种荧光人眼不可见,但高光谱相机能够精确捕捉到宽波长范围内最细微的颜色变化。
研究负责人克里斯托弗·沃伊特指出:”这套系统能对土壤中的金属、辐射、毒素或营养物质作出反应——实际上可以检测任何需要监测的物质。”未来这项技术有望应用于农业、生态学和污染监测领域。
此前科学家还曾利用细菌制造出可用于骨骼修复的纤维材料。
(注:译文为机器生成,仅供参考)