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美研究人员开发出检测内分泌干扰物的细菌传感器

导读: 在一项新的研究中,来自美国加州大学伯克利分校的研究人员利用大肠杆菌开发出一种新的方法来检测EDCs。

接触内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals, EDCs)与肥胖和癌症等疾病相关联。EDCs是干扰天然的激素受体的化合物。它们存在于多种消费品中,比如双酚A(bisphenol A, BPA)能够在一些塑料容器中发现。在一项新的研究中,来自美国加州大学伯克利分校的研究人员利用大肠杆菌开发出一种新的方法来检测EDCs。相关研究结果近期发表在ACS Central Science期刊上,论文标题为“Quantifying Hormone Disruptors with an Engineered Bacterial Biosensor”。

ACS Cent Sci:开发出细菌传感器检测内分泌干扰物

论文第一作者、加州大学伯克利分校博士后研究员Ariel Furst说,“如今由于污染、水力压裂和其他的工业过程,有很多EDCs在环境中发现。”她补充道,这些化合物“能够对健康产生有害的作用,导致疾病和其他问题”。

大肠杆菌细胞容易在它们的表面上表达雌激素受体。利用这一点,Furst和同事们利用两种组分构建出一种“电化学夹心检测法”和基于这种方法的传感器。这两种组分为:冻干的工程大肠杆菌,这种工程大肠杆菌已接受基因改造而能够在它们的表面上展示雌激素受体;一次性使用的电极,该电极经蛋白修饰,而且这种蛋白仅当EDCs存在时才结合到雌激素受体上。Furst解释道,“当EDCs存在时,这些大肠杆菌结合到这种电极上,然后我们能够利用电化学性质计算电极表面上的细菌数量。”

瑞士洛桑大学微生物学教授Jan Roelof van der Meer(未参与这项研究)在一封电子邮件中写道,“这种方法是原创性的,而且它的反应时间是快速的。这种测试缺乏抗体能够提供的绝对特异性,但是它具有优势,这是因为它能够潜在地同时测量多种EDCs. . .一些人认为它存在优势;另一些人认为它不存在优势,这是因为人们不能够利用它追踪单个化合物。”

这些研究人员报道,这种传感器能够检测具有不同结构的EDCs,包括BPA和己烯雌酚。他们也测试了这种传感器是否能够检测消费品中的EDCs。他们比较了塑料婴儿奶瓶(尽管它的标签上标注不存在BPA,但是当经微波炉加热时,它确实会释放EDCs)和玻璃瓶。在对这两种瓶子进行微波炉加热10次每次加热两分钟后,他们能够检测到这种塑料婴儿奶瓶存在显着的雌激素活性,但是这种玻璃瓶不存在。

在美国密苏里大学哥伦比亚分校研究内分泌干扰物的Wade Welshons(未参与这项研究)说,“我对他们检测到如此强的雌激素活性感到吃惊。”

Furst告诉《科学家》杂志,“尽管已存在非常好的测试方法,但是它们需要培养酵母细胞、人细胞或大肠杆菌,因而都需要专门的设施。它们必须在实验室中开展,而且需要数天的时间。我们的方法能够用于野外。”

Welshons说,通常而言,“转染检测法需要两天的时间,增殖检测法需要七天的时间。我们将检测时间从以天数计降至以分钟计。”

如今,这些研究人员希望对这种传感器进行改造,以便也能够检测其他的环境化学物。Furst说,“我认为对我们而言,最激动人心的事情是我们能够对电极表面上的细菌进行计数。这存在大量的潜在应用。除了这些激素受体之外,我们正在研究我们能够放置哪些生物分子在电极表面上进行细菌计数。”

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