Kokat e gjelave ndryshojnë ngjyrë për të shprehur emocionet e tyre. Shkencëtarët e Berkeley-t e kanë përdorur këtë përshtatje për të krijuar një biosensor për mikrobet, toksinat dhe TNT.

Rezulton se gjelat e detit nuk janë të mrekullueshëm vetëm me salcën e lëngut dhe boronicës së kuqe. Shkencëtarët kanë marrë prej kohësh frymëzim nga natyra, dhe gjeli i përulur i gjelit të detit është muza e tyre e radhës.

Gjelat mund të ndryshojnë ngjyrën e lëkurës së kokës nga e kuqe në blu në të bardhë, varësisht nëse janë të qetë apo të emocionuar. Kjo karakteristikë është aq e veçantë sa u ka dhënë gjelave emrin “zog me shtatë fytyra” në koreanisht.

Në një studim të ri të publikuar sot në Nature Communications, një ekip hulumtues në Universitetin e Kalifornisë, Berkeley, i udhëhequr nga Seung-Wuk Lee, shpjegon se si ata kanë zhvilluar një sensor toksina sintetike bazuar në teknikën e ndryshimit të ngjyrës së gjelit të detit.

Koka e gjelit të detit është normalisht e kuqe e ndezur, një ngjyrë që shkaktohet nga enët e dukshme të gjakut që shtrihen drejtpërdrejt nën lëkurën e gjelit. Enët e gjakut janë të rrethuara nga breza të gjatë të një indi lidhor të quajtur kolagjen, i cili është një nga blloqet bazë të ndërtimit të jetës së kafshëve. Kur gjeli i detit lëkundet, enët e gjakut tkurren, duke ekspozuar më shumë shiritat e kolagjenit.

Mësoni se si rrezet e diellit dëmtojnë kolagjenin e lëkurës suaj »

Kjo ndryshon mënyrën se si drita hyrëse shpërndahet dhe reflektohet nga lëkura e gjelit, duke e bërë atë të duket blu ose e bardhë. Është i njëjti efekt shpërndarjeje që e bën qiellin të duket blu, por perëndimin e diellit të verdhë ose të kuq. Është gjithashtu arsyeja që enët e gjakut duken blu nën lëkurën e zbehtë, edhe pse gjaku brenda tyre është i kuq.

“Nëse ne mund të ndërtojmë një strukturë të ngjashme dhe të përdorim strukturën që rezulton për të zbuluar informacionin kimik ose mjedisor, ai mund të jetë një sensor i mrekullueshëm ngjyrash që mund ta përdorim lehtësisht në jetën tonë të përditshme,” tha Lee, një profesor i asociuar në bioinxhinieri në Berkeley, në një intervistë për Healthline.

Për të krijuar sensorin e tyre, ekipit të Lee i nevojitej një bllok ndërtimi i tyre. Ata zgjodhën virusin M13, i cili mund të ngjitet në vetvete në një model të thjeshtë, të përsëritur që formon fibra. “Virusi M13 ka një formë fizike si një bllok natyror ndërtimi dhe mund të prodhojë lehtësisht kopje identike,” shpjegoi Lee.

Këto fibra, rezulton, kanë veti të ngjashme me kolagjenin. Ato mund të zgjerohen ose tkurren për të ndryshuar ngjyrën, duke kaluar nga blu në jeshile në të verdhë në të kuqe. Siç do ta kishte fati, fibrat reagojnë natyrshëm ndaj një sërë avujsh kimikë, duke përfshirë ujin dhe alkoolin.

“Ndryshimi i ngjyrës është kaq i dukshëm për kimikatet me avull të lartë, saqë ne mund të zbulojmë lehtësisht ndryshimet e ngjyrave edhe me sy të lirë,” tha Lee.

Lexoni për një sensor të ri që kontrollon gjakun tuaj për drogë në kohë reale »

Ekipi i Lee zhvilloi një aplikacion smartphone të quajtur iColour Sensor, i cili përdor një kamerë telefoni për të lexuar ndryshimet e ngjyrave dhe për të zbuluar se sa nga kimikati i matur është i pranishëm në ajër.

Sensori nuk kufizohet vetëm në ujë dhe alkool. Për të demonstruar fleksibilitetin e shpikjes së tyre, skuadra e Lee-s krijoi bioinxhinierinë e virusit M13 për të përmbajtur një vend që është i ndjeshëm ndaj eksplozivit kimik TNT. Kur ekspozoheshin ndaj tymrave TNT, fibrat zgjeroheshin me shpejtësi, duke u kthyer nga blu e errët në të verdhë ose të kuqe.

Testi ishte gjithashtu mjaft selektiv – ekipi provoi testin e tij të ndjeshëm ndaj TNT në dy kimikate të lidhura, por jo shpërthyese, DNT dhe MNT. Sensori iColour ishte në gjendje të dallonte lehtësisht dallimin midis kimikateve të rrezikshme dhe atyre të padëmshme.

Megjithëse testi nuk është mjaft i ndjeshëm sa të jetë i dobishëm për zbulimin e TNT në fushën ushtarake, Lee është i bindur se është një test i mirë i provës së konceptit. Ai thotë se fibrat virale potencialisht mund të bioinxhinierohen që të përmbajnë vende që janë të ndjeshme ndaj çdo numri toksinash dhe mikrobesh.

Detektorët kimikë të koduar me ngjyra janë më të lehtë dhe më të shpejtë për t’u lexuar sesa sensorët që shfaqin vetëm një lexim numerik. Shumica e detektorëve kimikë janë gjithashtu të shtrenjtë për t’u prodhuar dhe janë të ndjeshëm vetëm ndaj një numri të vogël kimikatesh. Teknologjia e Lee është e lirë, me veprim të shpejtë dhe mund të përshtatet për pothuajse çdo kimikat.

Dhe ne kemi gjelat për të falënderuar.

“Natyra ofron një burim të pasur frymëzimi,” tha Lee. “Të gjitha produktet natyrale që shohim janë shembull [winning adaptations for] mjediset e tyre të dhëna. Vetëm një pjesë e tyre janë zbuluar dhe përdorur për lëndë shkencore dhe inxhinierike. Ka shumë struktura dhe fenomene të jashtëzakonshme që ende presin të zbulohen.”

Lexo më shumë: Një koktej ari dhe ADN-ja mund të kontrollojë shpejt për malarinë dhe sëmundje të tjera »