Ученые генетически модифицировали кожные бактерии, чтобы они могли определять понижение температуры и увеличивать выработку тепла, предлагая потенциальную новую защиту от обморожения и переохлаждения. Прорыв, представленный на конференции Synthetic Biology for Health and Sustainability, включает модификацию Cutibacterium acnes, обычной кожной микробы, для генерации значительно большего количества тепла при воздействии холода.
Как это работает: использование естественных микробов кожи
Исследователи из Университета Помпеу Фабра в Барселоне использовали технологию геномного редактирования CRISPR для изменения метаболических процессов бактерий. Они увеличили производство белка под названием arcC, напрямую увеличивая тепловыделение. Параллельно они модифицировали C. acnes для определения температур выше 32°C (90°F) с помощью термочувствительных генов, что запускает флуоресцентный сигнал.
Ключевая идея заключается в том, что наша кожа уже содержит эти микробы. Вместо введения чужеродных элементов ученые перепрофилируют то, что уже существует. Такой подход минимизирует потенциальные проблемы отторжения или иммунного ответа.
Потенциальные применения, выходящие за рамки выживания
Возможности применения простираются далеко за пределы полярных экспедиций и глубоководных погружений, как было предложено изначально. Технология может предоставить решение для людей, живущих в суровых климатических условиях без доступа к надежному отоплению, или даже для рабочих, подвергающихся воздействию экстремального холода.
«Это очень креативная работа… выработка тепла важна во многих областях», — отмечает Харрис Ван из Колумбийского университета, который не принимал участия в исследовании.
Оставшиеся проблемы и следующие шаги
Прежде чем технология станет широко использоваться, необходимо преодолеть несколько препятствий. Команда должна объединить функции термочувствительности и тепловыделения в одном штамме бактерий, обеспечив его реагирование на падение температуры, а не только на повышение.
Крайне важно наличие механизма «выключателя». Исследователи изучают способы деактивации бактерий, когда они больше не нужны, чтобы предотвратить перегрев или другие непредвиденные побочные эффекты. Предварительные эксперименты показывают, что модифицированные C. acnes могут выживать в кремовой основе, но необходимы дальнейшие испытания на образцах человеческой кожи и моделях на животных.
Работа представляет собой доказательство концепции, что кожные бактерии могут быть разработаны для регулирования тепла, открывая новую границу в персонализированном термическом управлении.
