Les étudiants israéliens inventent une puce avec des bactéries intestinales

Une équipe d’étudiants du Technion a remporté la médaille d’or dans la compétition internationale de l’IGEM (biologie synthétique) pour avoir inventé une carte à puce avec des bactéries intestinales qui peuvent détecter des substances rapidement, à moindre coût et de façon écologique.

L’objectif de la « biologie synthétique » est d’allier la biologie et l’ingénierie : développer des produits basés sur la création de nouveaux systèmes biologiques qui fonctionnent dans des cellules vivantes. Dans ce cas, l’équipe d’étudiants du Technion a inventé ce qu’ils appellent un « Flash Lab ». En fait, il est chargé avec des bactéries vivantes comme l’Escherichia coli.

La bactérie E. coli vit normalement dans nos tripes. Comme beaucoup d’autres bactéries, ces flagelles se déplacent dans une forme en spirale à travers des environnements liquides et sont donc capables de chimiotaxie, ce qui signifie qu’elles se déplacent en réponse à des stimulis chimiques.

La bactérie E. coli subit une attraction par le sucre ou un sirop d’acide aminé. Une fois que leurs petits bio-systèmes perçoivent les « bonbons », elle va courir vers elle mais lors de la présence d’une substance nocive comme l’alcool, elle va fuir.

L’équipe d’étudiants du Technion (Inbal Adir, Shilo Ohayon, Ofek Elul, Asif Gil Naor Granik, Tzila Davidov, Shani Weiner, Sharbel Zahran, Bar Mayo, Tal Fried, Shirane Tsedef, Nofar Shasha et Shiran Sarig) ont placé le E. coli sur une puce qui peut être immergée dans un liquide qui permet de tester la substance spécifique dans l’environnement.

Si les bactéries, comme substance dans le liquide, se déplacent en masse, il y aura la création de groupes visibles de germes dans ou autour du liquide. Si elles ne le font pas, elles vont rester loin, en masse, en créant un groupe visible de germes qui ont fui.

Dans la nature, l’E. coli est attiré par des sucres et des acides aminés et sont repoussés par certaines toxines. Ce qui est intéressant est de détecter les métaux lourds ou les hormones dans notre approvisionnement en eau.

La première étape consiste alors à créer des bactéries qui réagissent à ces stimulants, explique le mentor de l’étudiant, le professeur Roee Amit. Il a utilisé deux méthodes pour accomplir cela : Le Chimérisme et l’ingénierie à partir de zéro.

« Pensez aux bactéries comme un système d’exploitation qui a subi une évolution au cours des millions d’années », dit Amit. « Avec la biologie synthétique, nous essayons de créer une bactérie innovante du siècle ». Ce qui permet au bactéries de se déplacer ».

Un système qui a évolué au cours des millénaires est le système de chimiotaxie, qui est le système naturel pour la détection de bactéries bonnes et mauvaises par des substances chimiques. Quand il détecte un bon produit chimique dans l’environnement, le système invite le germe à se déplacer vers lui, et vice versa.
« Nous éliminons le système naturel de la chimiotaxie et commençons à nous connecter à de nouveaux systèmes de détection », explique Amit.

Par exemple, il n’y a pas de E. coli dans la nature qui peuvent détecter les antihistaminiques, mais, cette nouvelle méthode le permet.

Bien sûr, il existe des tests chimiques pour de telles choses, mais ils ont tendance à être si toxiques qu’ils ne peuvent pas être utilisés en dehors des hottes chimiques, explique Amit. L’utilisation de bactéries d’ingénierie est nettement plus propre et plus verte.