Research press release


Nature Communications

Biotechnology: Electronic switches to control bacteria


細胞の挙動を操作し、誘導する能力は、合成生物学によって向上した。これまでのところ、光や磁気、電波を用いて遺伝子発現を制御する方法が実証されている。今回、William Bentleyの研究チームは、電子的入力を用いることによっても細胞を制御できることを明らかにし、遺伝子発現を制御する天然の細菌タンパク質を電子信号によって活性化する「電子遺伝学的」回路を実証した。Bentleyたちは、このシステムを利用して、遺伝子発現を制御し、細菌の遊泳を誘導した。また、Bentleyたちは、1つの細菌群が電子信号を解釈し、この情報を別の細菌群に伝えて、その遺伝子発現を変化させる細胞情報中継装置を作製した。


Electronic control of bacteria is demonstrated in Nature Communications this week. Being able to precisely control the genetic behaviour of various cells would open up new potential avenues for industrial applications and bio-hybrid devices, such as cell-based biosensors.

Synthetic biology has expanded our ability to manipulate and guide cellular behaviour; in the past, methods of controlling gene expression using light, magnetism and radio waves have been demonstrated. William Bentley and colleagues show that electronic input can also be used to control a cell. They demonstrate an ‘electrogenetic’ circuit in which electronic signals activate a native bacterial protein that regulates gene expression. Using this system, the authors are able to control gene expression in order to induce bacterial swimming. Additionally, they build a cellular information relay in which one group of bacteria interprets the electronic signal and passes the information to another group to change their gene expression.

While this work is a proof-of-principle with no direct application currently, electronic control of cellular gene expression and behaviour could be useful for circumstances requiring precision and rapid response. This could include potential industrial or biotechnology applications, such as those using bacteria that are metabolically engineered to produce specific products.

doi: 10.1038/ncomms14030

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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