Een bacteriekolonie waarvan alle leden synchroon een soort klokreactie uitvoeren, zodat je hem kan gebruiken als microscopisch kleine timer. Dat knappe staaltje van synthetische biologie wordt deze week beschreven in Nature.

Jeff Hasty (UCSD) en collega’s borduren voort op eerdere resultaten waarbij losse bacteriën van een klokfunctie werden voorzien. Nieuw is dat ze een natuurlijk interbacterieel communicatiesysteem bij de reactie hebben betrokken, de zogeheten ‘quorum sensing’.

Hasty heeft Escherichia coli voorzien van een aantal extra genen uit het ‘quorum sensing’-systeem van andere bacteriesoorten. Een van die genen codeert voor de productie van acyl-homoserinelacton (AHL), een signaalmolecuul dat naar andere bacteriën in de kolonie diffundeert en daar eveneens het AHL-productiegen activeert.

Tegelijk activeert AHL echter een ander gen dat juist leidt tot de afbraak van AHL.

De feedbacklussen werken elk in hun eigen tempo. Het resultaat is een klokreactie waarbij de AHL-aanmaak binnen de kolonie met een vaste frequentie gaat oscilleren. Dat kun je zichtbaar maken door aan AHL een fluorescent eiwit te hangen.

Zie het volgende filmpje dat door Nature online is gezet:

/>

Hasty heeft de bacteriekolonie ondergebacht in een lab op een chip. Zo kon hij constateren dat de knipperfrequentie afhankelijk is van de snelheid waarmee je voedingsstoffen toevoert en afval wegpompt, waarschijnlijk omdat je daarbij ook de AHL-concentratie beïnvloedt.

Hij hoopt het klokmechanisme te verwerken in biologische sensoren. Maar wellicht kun je er ook implanteerbare medicijnpompjes mee aansturen.

bron: naturenews