محققان دانشگاه MIT روشی تازه برای منفعت گیری از باکتری‌های مهندسی‌شده ژنتیکی به‌گفتن حسگرهای زیستی قابل‌شناسایی از فاصله‌ نزدیک به ۹۰ متر گسترش داده‌اند. این نوآوری می‌تواند راه را برای نظارت از طریق پهپادها یا حتی ماهواره‌ها هموار کند و کارایی حسگرهای زیستی باکتریایی را از محیط‌های آزمایشگاهی به کاربردهای میدانی گسترش دهد.

باکتری‌های مهندسی‌شده از آسمان قابل‌تشخیص می باشند

بر پایه گزارش «InterestingEngineering»، قبلاً باکتری‌های مهندسی‌شده سیگنال‌های فلورسنتی تشکیل می‌کردند که فقط با تجهیزات تصویربرداری نزدیک و تخصصی شناسایی می‌شدند. پژوهشگران MIT موفق شده‌اند با منفعت گیری از دوربین‌های فراطیفی (Hyperspectral)، نورهایی را که این باکتری‌ها در عکس العمل به وجود مولکول‌های خاص انتشار می‌کنند، از فواصل دور ثبت کنند.

این ۲ نوع باکتری به‌طوری مهندسی شده‌اند که در معرض مواد خاص، امضای نوری منحصربه‌فردی در دامنه طول موج مرئی و مادون‌قرمز انتشار کنند. این امضاها از مولکول‌هایی به نام «گزارشگران فراطیفی» (Hyperspectral reporters) به دست می‌آیند که به مدارهای حساس درون سلول متصل شده‌اند.

از بین نزدیک به ۲۰ هزار ترکیب طبیعی، پژوهشگران ۲ مولکول با امضای طیفی بی همتا انتخاب کردند؛ اولی با نام بیلی‌وردین (Biliverdin) که رنگ‌دانه‌ای ناشی از شکستن هموگلوبین دارد و دومی با نام باکتریوکلروفیل که رنگدانه‌ای فتوسنتزی در باکتری‌های آبزی تشکیل می‌کند.

از کاربردهای این فناوری می‌توان در صنعت کشاورزی برای نظارت بر سطح نیتروژن و دیگر مواد مغذی خاک، در او گفت و گو ایمنی محیطی برای شناسایی آلاینده‌ها یا حتی مین‌های زمینی و در فناوری زیست‌شناسی ترکیبی برای جای‌گذاری این حسگرها درون سلول‌های گیاهی برای ساخت سیستم‌های زنده قابل‌شناسایی از آسمان اشاره کرد.

در آزمایش‌های اولیه، این باکتری‌ها در جعبه‌های ایمن روی بام یا مناطق بیابانی قرار گرفتند و پهپادهایی تجهیزبه دوربین فراطیفی ظرف ۳۰ ثانیه هر میدان را اسکن کردند. داده‌های دریافتی با الگوریتم‌های پردازش عکس تحلیل شد تا باکتری‌هایی که فعال شده بودند، شناسایی شوند.

دکتر «کریستوفر وویگت»، نویسنده مهم مقاله، می‌گوید:

«این فناوری نه‌فقط سازگار و قابل‌تنظیم است، بلکه می‌توان آن را با سنسورهای گوناگون ترکیب کرد تا به طیف گسترده‌ای از مولکول‌ها جواب دهد. از فلزات گرفته تا تشعشعات یا حتی مواد مغذی.»

«یوناتان چملا»، از دیگر نویسندگان این مقاله نیز اضافه می‌کند:

«در ۳ سال قبل مشغول مطالعه ابعاد قانونی، ایمنی و ریسک‌های این فناوری بوده‌ایم تا بتوانیم آن را

مسئولانه به‌ کار بگیریم.»