باكتري هايي كه براي شناسايي مولكول هاي خاص مهندسي شده اند، روي سنسور طراحي شده سفارشي قرار مي گيرند كه به يك ريزپردازنده متصل مي شود و اطلاعات حسي را به سيگنال بي سيم تبديل مي كند. دانشمندان در همه حال به دنبال پي بردن به روابط پيچيده و هم زيستي همه ما با باكتري ها هستند. اين باكتري ها هستند كه ما را بيمار مي كنند و سلامتي ما را حفظ مي كنند. اثرات باكتري ها در زندگي روزمره غيرقابل انكار است، اما اخيرا محققان شروع به مهندسي اين ميكروب هاي كوچك كرده اند تا براي ما كار كنند. باكتري هاي مهندسي شده براي انجام وظايف متنوعي از جمله شناسايي مواد سمي در محيط براي تشخيص التهاب در روده بزرگ ما، تنها آغاز يك زمينه پيشرفت علمي است كه نحوه استخدام اين كمك كننده هاي كوچك را به ما نشان مي دهد.

در حال حاضر تيمي از محققان موسسه فناوري ماساچوست (MIT) يك سيستم جديد "باكتري بر روي تراشه" ابداع كرده است كه باكتري هاي مهندسي ژنتيكي شده را تركيب مي كند. اين باكتري ها مي توانند خونريزي روده را با يك مدار الكترونيكي كه مي تواند سيگنال را به صورت بي سيم به رايانه نزديك خود ارسال كند، تشخيص دهد. تيموتي لو، يكي از محققان اين پژوهش مي گويد: ما با تركيب سنسورهاي بيولوژيكي مهندسي شده همراه با مدار الكترونيكي كم مصرف و ارسال بي سيم مي توانيم سيگنال هاي بيولوژيكي را در بدن و در زمان واقعي تشخيص دهيم و قابليت هاي جديد تشخيصي را براي سلامت انسان فراهم كنيم.

براي شروع، تيم به طور ژنتيكي يك رشته باكتري پروبيوتيك "اي.كولي" را براي واكنش به حضور يك تركيب شيميايي موسوم به "heme" كه يك تركيب موجود در گلبول هاي قرمز خون است، طراحي كرد و نشان داده شد كه مي تواند يك نشانگر زيستي قابل اعتماد براي خونريزي داخلي باشد. اين باكتري هاي مهندسي شده با برخورد با"heme"، همچنين مقدار كمي نور از خود منتشر مي كنند. گام بعدي، ايجاد يك راه براي انتقال پيام اين حسگرهاي باكتريايي از داخل بدن و تبديل سيگنال ها به داده هاي قابل انتقال مستقيم بود. در نهايت يك كپسول با چهار دهانه ساخته شد كه باكتري را نگه مي دارد. مولكول هاي بدن از طريق غشا به داخل دهانه ها نفوذ مي كنند و حضور "heme" باعث انتشار نور توسط باكتري ها مي شود.

اين نور پس از انتشار، توسط ترانزيستور فوتوني زير هر دهانه اندازه گيري مي شود كه به صورت بي سيم داده ها را به يك گوشي هوشمند يا رايانه متصل مي كند. فيليپ نادئو، يكي از نويسندگان اصلي اين تحقيق مي گويد: ايده ما اين بود كه بسته هاي باكتريايي را در داخل دستگاه قرار دهيم. در اين صورت سلول ها به دام افتاده و همراه دستگاه از معده عبور مي كنند. كل دستگاه در يك سيلندر كپسول شكل قرار گرفته است كه حدود 1.5 اينچ (3/8 سانتيمتر) طول دارد.

نمونه اوليه دستگاه با يك باتري 2/7 ولت تأمين مي شود كه تخمين زده مي شود تا 1/5 ماه قابل استفاده باشد. با اين حال، نمونه هاي آينده مي تواند به طور كامل خودكار باشد، همانطور كه قبلا يك دستگاه بدون باتري توليد كرده اند كه از اسيد معده برق توليد مي كند. آزمايش هاي اوليه نشان داد كه دستگاه با دقت، حضور خون در معده خوك ها را تشخيص داد .محققان دو حسگر باكتري ديگر را ساخته اند كه ديگر موارد استفاده بالقوه در آينده را نشان مي دهد.

يك حسگر، تيوسولفات را تشخيص مي دهد كه يك تركيب مرتبط با شرايط التهابي است، در حالي كه حسگر ديگر يك مولكول به نام "AHL" را تشخيص مي دهد كه يك نشانگر زيستي شناخته شده براي عفونت هاي دستگاه گوارش است .محققان مي گويند: بسياري از كارهايي كه ما در اين پژوهش انجام داده ايم مربوط به خون بود، اما احتمالا مي توان باكتري ها را براي حس كردن هر چيزي و توليد نور در واكنش به آن، مهندسي و طراحي كرد.

گام بعدي در اين پروژه، كاهش اندازه حسگر كپسولي و بررسي ميزان زنده ماندن اين سلول هاي بنيادي مهندسي شده است. هدف اين است كه اين حسگرها بتوانند چند هفته در دستگاه گوارش انسان باقي بمانند و سيگنال هاي متناوب را ارسال كنند كه بلافاصله به پزشك اجازه مي دهد شرايط مختلف را پيگيري و نظارت كند.