Znajdź zawartość

Elektroniczne nosy zatrudniono do wykrywania zepsutych materiałów na liniach produkcyjnych. Nie są one jednak zbyt dokładne. W założeniu kwarcowe pręciki mają drgać z inną częstotliwością, gdy zwiążą się z substancją docelową. Okazuje się jednak, że e-nos łatwo zmylić, gdyż nieco inne związki z cząsteczkami o podobnej wadze dają bowiem fałszywie pozytywne wyniki. Jak temu zaradzić? Skorzystać z wynalazków natury, w tym przypadku ze skrzeku żaby szponiastej (Xenopus laevis). Zespół bioinżyniera Shoji Takeuchiego z Uniwersytetu Tokijskiego zmodyfikował niedojrzałe żabie jaja, wprowadzając do nich fragmenty DNA jedwabnika morwowego, tantnisia krzyżowiaczka i muszki owocowej. Chodziło o to, by dochodziło w nich do ekspresji białek będących receptorami węchu. Japończycy wybrali afrykańskiego płaza, ponieważ jest on dokładnie przebadany i wiadomo, jak zachodzi ekspresja protein. Następnie komórki umieszczono między elektrodami w specjalnie zaprojektowanym, wypełnionym cieczą kartridżu i mierzono przepływ sygnałów elektrycznych w odpowiedzi na wiążące się z receptorami rozmaite cząsteczki zapachowe. Okazało się, że taki nos jest w stanie odróżnić bardzo podobne molekuły. Wstrzyknęliśmy DNA do oocytów i w ten sposób uzyskaliśmy bardzo użyteczny i tani czujnik. Zastosowaliśmy 3 rodzaje feromonów i jeden środek zapachowy (odorant), wszystkie bardzo podobne chemicznie, a one [jaja] potrafiły bez problemu odseparować i wykryć różne typy zapachów oraz związków. Wrażliwość żabiego czujnika wynosi kilka części wagowych substancji w miliardzie (109) części wagowych roztworu. Aparat umie naraz rozpoznać kilka związków, które różnią się, dajmy na to, tylko izomerią wiązania podwójnego bądź grupą funkcyjną, np. ─OH, ─CHO czy ─C(═O)─. Takeuchi stworzył nawet robota, który kręci głową, gdy jego nos z prawdziwego zdarzenia wyczuje feromony ćmy. Naukowcy z Kraju Kwitnącej Wiśni zamierzają rozbudować opisaną technologię. Już teraz cieszą się, że wspólny zmysł węchu może rozciągnąć nową nić porozumienia między człowiekiem a maszyną. Ekipa z Tokio ma nadzieję, że dzięki jej wynalazkowi uda się zaprojektować lepsze urządzenia do wykrywania gazowych zanieczyszczeń powietrza, np. dwutlenku węgla. Komar znajduje ludzi właśnie dzięki CO2, co oznacza, że dysponuje receptorami do jego detekcji. Gdyby więc wyekstrahować materiał genetyczny owada i wprowadzić go do skrzeku, stworzenie odpowiedniego sensora powinno się powieść.

Przysłowie "Czym skorupka za młodu nasiąknie, tym na starość trąci" może nabrać nowego znaczenia w świetle najnowszego odkrycia dotyczącego żab leśnych (Rana sylvatica). Alicia Mathis i zespół z Uniwersytetu Stanowego Missouri odkryli bowiem, że płazy te uczą się rozpoznawać drapieżniki, będąc jeszcze w jaju (Proceedings of the Royal Society B). Wiele płazów i ryb zdobywa tę umiejętność dopiero po wykluciu, kojarząc zapach drapieżnika z feromonami alarmowymi, wydzielanymi przez napadnięte osobniki tego samego gatunku. Chcąc sprawdzić, czy nauka może się rozpocząć jeszcze w skrzeku, przez 6 kolejnych dni na 3 godziny dziennie Amerykanie wystawiali żaby na oddziaływanie specjalnie spreparowanej wody. Była to mieszanka wody z wiadra zawierającego zmiażdżone kijanki i cieczy ze zbiornika z traszkami z rodzaju Cynops. Występują one w Azji i żywią się kijankami innych gatunków żab. Grupa kontrolna zażywała kąpieli w czystej wodzie. W dwa tygodnie po wykluciu tylko grupa eksperymentalna reagowała na wodę ze zbiornika traszek, zastygając w kompletnym bezruchu.