В кишечнике живет огромное количество бактерий, которые помогают нам переваривать пищу. Но что именно делают микроорганизмы внутри организма, какие ферменты они вырабатывают и когда, а также как бактерии усваивают полезные для здоровья продукты, которые помогают нам избежать болезней? На все эти вопросы авторы новой работы хотели получить ответы.

Исследователи модифицировали бактерии таким образом, чтобы они регистрировали данные и получали информацию об активности генов. Вместе с учеными из Университетской больницы Берна и Бернского университета команда протестировала бактерии на мышах. Отмечается, что это важный шаг на пути к использованию сенсорных бактерий в медицине: их будут применять для диагностики недоедания и чтобы понять, какие диеты полезны для конкретного человека.

Функция регистратора данных была разработана ранее группой во главе с Рэндаллом Платтом, профессором биологической инженерии в ETH Zurich. Для этого ученые использовали механизм CRISPR-Cas, он представляет собой тип иммунной системы, который есть у многих видов бактерий. Если бактерии подвергаются вирусной атаке, они могут включать фрагменты вирусной ДНК или РНК в раздел своего собственного генома, он называется массивом CRISPR. Это позволяет бактериям запоминать вирусы, с которыми они контактировали, и успешно отражать будущую вирусную атаку.

Авторы новой работы ввели CRISPR-матрицу бактериального вида Fusicatenibacter saccharivorans в штамм кишечной бактерии Escherichia coli, которая считается безопасной для человека. В результате такие бактерии позволяют ученым неинвазивным способом определить, как часто в кишечнике вырабатывается данная молекула мРНК и, следовательно, какие гены активны.