science >> Wetenschap >  >> Chemie

Virussen onderscheiden, vernietigen E. coli in drinkwater

Escherichia coli. Krediet:Rocky Mountain-laboratoria, NIAID, NIH

Om snel de aanwezigheid van te detecteren E coli op drinkwater, Voedingswetenschappers van Cornell University kunnen nu een bacteriofaag - een genetisch gemanipuleerd virus - gebruiken in een test die wordt gebruikt in moeilijk bereikbare gebieden over de hele wereld.

In plaats van watermonsters naar laboratoria te sturen en dagen te wachten op resultaten, deze nieuwe test kan lokaal worden afgenomen om binnen enkele uren antwoorden te krijgen, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd door The Royal Society of Chemistry, augustus 2018.

"Drinkwater verontreinigd met E coli is een groot probleem voor de volksgezondheid, " zei Sam Nugen, doctoraat, Cornell universitair hoofddocent voedingswetenschap. "Deze fagen kunnen hun gastheerbacteriën detecteren in gevoelige situaties, wat betekent dat we goedkope bacteriedetectietesten kunnen leveren voor gebruik in het veld, zoals voedselveiligheid, diergezondheid, detectie van biobedreigingen en medische diagnostiek."

De bacteriofaag T7NLC draagt ​​een gen voor een enzym NLuc luciferase, vergelijkbaar met het eiwit dat vuurvliegjes glans geeft. De luciferase is gefuseerd aan een koolhydraat (suiker) bindmiddel, zodat wanneer de bacteriofaag de vindt E coli in water, een infectie begint, en het fusie-enzym wordt gemaakt. Wanneer vrijgegeven, het enzym plakt aan cellulosevezels en begint op te lichten.

Nadat de bacteriofaag bindt aan de E coli , de faag schiet zijn DNA in de bacteriën. "Dat is het begin van het einde voor de... E coli , " zei Nugen. De bacteriofaag lyseert (breekt open) vervolgens de bacterie, het vrijgeven van het enzym en extra fagen om andere aan te vallen E coli .

De bacteriofaag T7NLC is een virus dat de bacteriën kan vinden E coli in water. De bacteriofaag kan binden aan de E coli en het schiet zijn eigen DNA in de bacteriën. Het lyseert dan breekt de bacterie open, het vrijgeven van een enzym dat het vernietigt, evenals het verzenden van extra fagen om andere aan te vallen E coli . Krediet:Sam Nugen/Cornell University

Nugen zei:"Deze bacteriofaag detecteert een indicator. Als de test de aanwezigheid van E coli , dan zou je het water niet moeten drinken, omdat het wijst op mogelijke fecale besmetting."

Eerste auteur Troy Hinkley, een Cornell-promovendus op het gebied van voedingswetenschap, werkt als stagiair bij Intellectual Ventures/Global Good, een groep die zich richt op filantropische, humanitair wetenschappelijk onderzoek, om deze bacteriofaag verder te ontwikkelen.

Het belang van op fagen gebaseerde detectietechnologie beschrijven, Hinkley zei, "Global Good bedenkt en implementeert technologieën om het leven van mensen in ontwikkelingslanden te verbeteren. Helaas, onjuiste sanering van drinkwater leidt wereldwijd tot een groot aantal vermijdbare ziekten.

"Op fagen gebaseerde detectietechnologieën hebben het potentieel om snel te bepalen of een waterbron veilig is om te drinken, een resultaat dat dient om de kwaliteit van leven van de mensen in de gemeenschap onmiddellijk te verbeteren door ziekte te voorkomen, " hij zei.