PNAS：为细菌编程从而监测肠道环境

一项研究发现，可以把大肠埃希氏菌（E. coli）改造成探测活小鼠肠道内的一种环境刺激因素，并且以非侵入式的方式记录并报告这种刺激因素。此前的研究已经证明了可以把遗传系统加以改造从而探测、记录并报告来自一个体外环境的信号。

Pamela A. Silver及其同事试图改造肠道细菌大肠埃希氏菌（E. coli）的一个遗传系统，从而能够在一个活系统内部进行环境监测。这组作者把来自通常感染大肠埃希氏菌（E. coli）的细菌病毒——λ噬菌体的cI/Cro遗传开关引入到了大肠埃希氏菌（E. coli）的基因组中。当这种经过改造的大肠埃希氏菌（E. coli）在体外培养并且暴露在失去活性的抗生素去水四环素中的时候，这种化学物质触发了这种噬菌体基因开始制造Cro蛋白。在没有去水四环素的情况下，这种细菌的噬菌体基因产生了cl蛋白。这组作者把这个遗传开关系统转移给了从小鼠肠道中分离出来的适应小鼠肠道的大肠埃希氏菌（E. coli）菌株，然后让小鼠服下这种经过改造的大肠埃希氏菌（E. coli）。对小鼠粪便样本的分析证实了这种经过改造的细菌在小鼠肠道立足并且正在制造cl蛋白。在让这些小鼠服用去水四环素之后，从粪便样本中收集的大肠埃希氏菌（E. coli）主要制造Cro蛋白，这提示这个遗传开关因为暴露在去水四环素中而被触发了，这类似于在体外观察到的情况。

这组作者说，这些结果证明了一个遗传报告系统可以在一个活体生物内部稳定运行，让针对复杂内部环境的非侵入式探测成为可能。

原始出处

Kotula JW1, Kerns SJ, Shaket LA, Siraj L, Collins JJ, Way JC, Silver PA.Programmable bacteria detect and record an environmental signal in the mammalian gut.Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Mar 17.