В США разработали тест на основе генетически модифицированного бакетриофага для быстрого выявления патогенной кишечной палочки в воде. Подобные тесты необходимы для предупреждения распространения кишечных инфекций

В этом году в США жертвами патогенного штамма E. coli O157: H7 стали более 200 человек, пятеро из которых умерли. Источником кишечной палочки был салат ромэн (Lactuca scariola longifolia) из Аризоны, на который возбудитель попал из загрязненной воды, используемой для орошения.

Закон требует, чтобы фермеры присылали в сертифицированные лаборатории образцы ирригационной воды для тестирования безопасности. Однако эти анализы обычно занимают 1-2 дня.

Недавно команда исследователей из Университета Айовы и Global Good / Intellectual Ventures разработала чувствительный тест для выявления одного конкретного штамма кишечной палочки в воде за 3 часа*.

В бактериофаг T7NLC, который специфически распознает и уничтожает патогенный штамм кишечной палочки, был встроен репортерный ген - ген фермента люциферазы. При попадании фага в бактерию ген начинал экспрессироваться, а его продукт - фермент люциферазы - светиться. По этому свечению можно определить, присутствует ли в растворе данный штамм кишечной палочки. К ферменту ученые присоединили специальный «блок», способный связываться с целлюлозой для облегчения детекции фермента.

Когда ученые добавляли генетически модифицированный бактериофаг вместе с целлюлозными гранулами к воде, загрязненной E. coli, фаги инфицировали бактерии. После экспрессии фаговых белков и образования новых фаговых частиц бактериальная клетка разрушалась, фермент люцифераза выходил в раствор, где благодаря упомянутому выше «блоку» «прилипал» к целлюлозным гранулам. Через 90 мин после смешивания фагов с пробами ученые определяли количество синтезированного фермента. Такой подход позволяет быстро (менее чем за 3 часа) выявить кишечную палочку даже в очень низкой концентрации - менее 10 колониеобразующих единиц на 100 мкл. Все предыдущие тест-системы на основе бактериофагов требовали значительно большего времени на анализ.

Бактериофаги - безопасные для человека агенты, которые, благодаря высокой специфичности, являются перспективными средствами быстрого обнаружения бактерий в различных средах.

* Hinkley TC, Garing S, Singh S, Le Ny A-LM et al. Reporter bacteriophage T7NLC utilizes a novel NanoLuc: :CBM  fusion for the ultrasensitive detection of Escherichia coli in water // Analyst, 2018,143: 4074-4082. DOI:10.1039/C8AN00781K