Учёные превратили дрожжевую клетку в детектор каннабиноидов

Исследователи из факультета естественных наук Копенгагенского университета модифицировали дрожжевую клетку, чтобы она могла чувствовать активные вещества в каннабисе и краснеть при их обнаружении. Результат открывает путь для большего числа участников к открытию новых лекарственных веществ и для нового типа теста на наркотики, который можно провести с помощью смартфона.

Исследователи заменили у дрожжевой клетки «половое влечение» на чувство вкуса и обоняния, позволяющее обнаруживать каннабиноиды. Они также заставили клетку краснеть или светиться при успешном обнаружении. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Принцип работы биосенсора

Человек использует сотни различных GPCR (рецепторов, сопряжённых с G-белком), чтобы ощущать вкус и запах. Профессор Сотириос Кампранис и его коллеги заменили GPCR, который дрожжевые клетки используют для поиска партнёра, на GPCR, который люди используют для распознавания каннабиноидов. В генетический материал клетки также добавили набор новых генов, заставляющих её краснеть или светиться при обнаружении каннабиноидов в окружающей среде.

«Теперь дрожжевая клетка испускает сигнал, когда в её окружении есть каннабиноиды. Это позволяет нам скринировать тысячи растений на предмет веществ с терапевтическим потенциалом. А также проверять, находятся ли люди под воздействием наркотиков или кто-то пытается провезти нелегальные каннабиноиды через контроль в аэропорту», — объясняет профессор Кампранис.

Открытие новых веществ

В первоначальных тестах биосенсор изучил 1600 случайных веществ из обширной библиотеки химических соединений университета.

«За один день дрожжевая клетка нашла четыре ранее неизвестных вещества, которые никогда не связывали с противовоспалительными свойствами или обезболиванием, но которые потенциально можно использовать для этих целей», — говорит Сотириос Кампранис.

Этот подход может демократизировать разработку лекарств, позволив небольшим лабораториям искать полезные вещества в природе, создавая синергию с фармацевтической индустрией.

Портативное устройство для смартфона

Исследователи также разработали портативное пластиковое устройство с биосенсором на основе дрожжевых клеток. В него помещается образец (растительный материал, слюна, моча, кровь и т.д.).

Устройство использует камеру смартфона, чтобы определить, светятся ли дрожжевые клетки, и выдаёт результат за 15 минут. Оно может обнаруживать как природные каннабиноиды, так и «дизайнерские наркотики». Принцип также можно адаптировать для обнаружения опиоидов.

Устройство можно напечатать на 3D-принтере или собрать из материалов, легко доступных в интернете. Исследователи работают над тем, чтобы сделать тестовый инструмент максимально доступным.