Вчені генетично модифікували шкірні бактерії, щоб вони могли визначати зниження температури та збільшувати вироблення тепла, пропонуючи потенційний новий захист від обмороження та переохолодження. Прорив, представлений на конференції Synthetic Biology for Health and Sustainability, включає модифікацію Cutibacterium acnes, звичайної шкірної мікроби, для генерації значно більшої кількості тепла при впливі холоду.
Як це працює: використання природних мікробів шкіри
Дослідники з Університету Помпеу Фабра у Барселоні використали технологію геномного редагування CRISPR для зміни метаболічних процесів бактерій. Вони збільшили виробництво білка під назвою arcC, збільшуючи тепловиділення. Паралельно вони модифікували C. acnes для визначення температури вище 32°C (90°F) за допомогою термочутливих генів, що запускає флуоресцентний сигнал.
** Ключова ідея полягає в тому, що наша шкіра вже містить ці мікроби. Замість введення чужорідних елементів вчені перепрофілюють те, що вже існує. Такий підхід мінімізує потенційні проблеми відторгнення чи імунної відповіді.
Потенційні застосування, що виходять за рамки виживання
Можливості застосування сягають далеко за межі полярних експедицій та глибоководних занурень, як було запропоновано спочатку. Технологія може надати рішення для людей, які живуть у суворих кліматичних умовах без доступу до надійного опалення, або навіть для робітників, які зазнають впливу екстремального холоду.
«Це дуже креативна робота… вироблення тепла є важливим у багатьох областях», — зазначає Харріс Ван з Колумбійського університету, який не брав участі в дослідженні.
Залишилися проблеми та наступні кроки
Перш ніж технологія широко використовуватиметься, необхідно подолати кілька перешкод. Команда повинна об’єднати функції термочутливості та тепловиділення в одному штамі бактерій, забезпечивши його реагування на падіння температури, а не тільки на підвищення.
Дуже важлива наявність механізму «вимикача». Дослідники вивчають способи деактивації бактерій, коли вони більше не потрібні, щоб запобігти перегріву або іншим непередбаченим побічним ефектам. Попередні експерименти показують, що модифіковані С. acnes можуть виживати у кремовій основі, але необхідні подальші випробування на зразках людської шкіри та моделях на тваринах.
Робота є доказом концепції, що шкірні бактерії можуть бути розроблені для регулювання тепла, відкриваючи новий кордон у персоналізованому термічному управлінні.
