美国康奈尔大学的科研人员成功改造大肠杆菌，使其成为能灵敏监测砷污染的活体生物传感器。这项技术有望为环境监测提供一种成本较低的解决方案，特别是在东南亚水稻田等砷污染常见的区域。
研究团队通过基因工程手段，让大肠杆菌携带Cre重组酶，当细菌接触到砷时，该酶会触发DNA变化，这些变化可稳定传递至多代细菌，并在实验室中通过荧光信号延迟读取。这种生物传感器能在厌氧条件下工作，克服了传统传感器在缺氧环境中检测砷的难题。
“我们创建了所谓的全细胞生物传感器，这是一种活体机器，如果你让它生长在环境中，它会告诉我们目标物质是否存在，”第一作者Elisa Garabello表示。她是康奈尔大学达菲尔德工程学院Andrea Giometto实验室的博士生。Giometto是这项发表在《应用与环境微生物学》期刊上的研究的资深作者。
水稻田通常处于厌氧状态，砷在这种条件下更易被植物吸收，导致大米污染，对人类健康构成风险，包括致癌和儿童发育问题。实验中，团队在Matthew Reid副教授的实验室使用厌氧室，将工程化大肠杆菌暴露于砷两天，再通过流式细胞仪检测荧光响应。
“我们可以测量数十万个细胞，然后检测到少至100个发生重组的细胞，这使我们能够检测非常低的、纳摩尔浓度的砷，”Giometto解释道。这种生物传感器机制还有潜力扩展到其他细菌物种，用于检测多种环境毒素。
尽管基于酶改DNA的生物传感器在健康领域已有应用，但环境监测方面仍较少见。这项研究为开发更广泛的环境生物传感器提供了新思路，合著者包括Reid实验室的前博士生Hyun Yoon。
出版详情：作者：Krishna Ramanujan, Cornell University；标题：《Engineered E. coli can monitor arsenic, offering a cheap biosensor》；发表于：《Applied and Environmental Microbiology》(2026)。
