Специалисты биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова предложили простой и удобный тест для предварительной оценки токсичности наноматериалов. Ученые выяснили, что углеродные нанотрубки токсичны для кишечной палочки и хотят использовали ее в качестве биотестера. Такой экспресс анализ просто и занимает не более получаса, сообщает Информнаука.
Исследователи использовали штамм кишечной палочки со встроенным геном из светящихся морских бактерий. Суспензию клеток смешивали с одностенными углеродными нанотрубками таким образом, чтобы в 1 мл водной суспензии присутствовали 1 млрд. клеток и 0,2 мг частиц, и выдерживали разное время при комнатной температуре. Затем клетки отмывали от нанотрубок и рассматривали с помощью атомно-силового микроскопа.
Клетки кишечной палочки, проведшие несколько дней в воде, выглядят как настоящие палочки. Однако после четырех суток инкубации с углеродными нанотрубками поверхность бактерий была деформирована. Клетка частично утрачивает содержимое, из-за чего ее изображение имеет провал в средней части. На 7-8-е сутки содержимое клеток вытекает полностью, и от бактерий остается только сплющенная клеточная оболочка.
Исследователи отмечают, что материал, из которого изготовлены нанотрубки, не оказывает на клетки такого действия. Бактерицидными свойствами обладают именно нанотрубки. Через двое суток инкубации с ними количество живых бактерий в суспензии сократилось вдвое, через 3 суток – более чем на порядок. Очевидно, эти структуры механически разрушают бактериальную клеточную стенку и мембрану под ней.
Углеродные нанотрубки не только вызывают внешние изменения бактерий и снижают их жизнеспособность, но и влияют на клеточный метаболизм. Уже через час совместной инкубации бактерии в два раза увеличивают потребление кислорода, но к третьему часу оно приходит в норму. Уровень метаболизма удобно также определять по свечению клетки: после инкубации с нанотрубками кишечная палочка с геном морской фотобактерии светится далеко не так ярко, как должна. Уже через сутки биолюминесценция снижается на 45-50%.