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Pesquisadoras transformam bactérias em pequenos detectores de poluição
31 de julho de 2025, 12:19

Fonte

Marcy de Luna, Universidade Rice

Publicação Original

Universidade Rice

Áreas

Bacteriologia, Biologia, Engenharia Ambiental, Engenharia Biológica, Genética, Gestão de Resíduos, Microbiologia, Monitoramento Ambiental, Qualidade da Água, Saneamento, Saúde Ambiental

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Resumo

Sensores bioeletrônicos convencionais utilizam bactérias projetadas para gerar sinais elétricos; no entanto, cada analito geralmente requer sua própria bactéria dedicada.

Agora, pesquisadoras da Universidade Rice, nos EUA, usaram bactérias Escherichia coli (E. coli) para atuarem como sensores multiplexados vivos, permitindo que essas células geneticamente modificadas detectem e respondam a múltiplas toxinas ambientais simultaneamente, convertendo suas respostas biológicas em sinais elétricos que podem ser medidos.

As pesquisadoras se inspiraram na comunicação por fibra óptica, onde diferentes comprimentos de onda de luz transportam fluxos de dados distintos por um único cabo. Elas concluíram que sinais elétricos com potenciais redox variados poderiam, da mesma forma, multiplexar informações de um único sensor.

A inovação abre caminho para o monitoramento remoto em tempo real de sistemas de água, tubulações e instalações industriais, com potenciais aplicações futuras em biocomputação.

O estudo, publicado na revista científica Nature Communications, demonstrou o método inovador para a detecção em tempo real, no local, de arsenito e cádmio em níveis estabelecidos pela Agência de Proteção Ambiental (EPA) nos EUA.

A pesquisa, realizada pelas cientistas Dra. Xu Zhang, Dra. Marimikel Charrier e Dra. Caroline Ajo-Franklin, abordou uma limitação nos sensores bioeletrônicos atuais, que normalmente requerem canais de comunicação dedicados para cada composto-alvo.

A estratégia de multiplexação da equipe de pesquisa aprimora significativamente o fluxo de informações, aproveitando a sensibilidade e a adaptabilidade inatas das bactérias em uma plataforma autoalimentada.

“Este sistema representa um grande salto na detecção bioeletrônica, codificando vários sinais em um único fluxo de dados e, em seguida, decodificando esses dados em várias leituras claras de sim ou não”, disse a Dra. Caroline Ajo-Franklin, professora de Biociências da Universidade Rice e autora sênior do estudo do estudo.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dra. Xu Zhang

Pesquisadora de pós-doutorado na Universidade Rice

Dra. Marimikel Charrier

Pesquisadora sênior da Universidade Rice

Dra. Caroline Ajo-Franklin

Professora de Biociências da Universidade Rice

Instituições Citadas

Universidade Rice

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Communications (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Rice (em inglês).

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