A medida que aumentan las preocupaciones sobre la contaminación ambiental y la seguridad del suministro de agua y alimentos, los biosensores han surgido como una alternativa atractiva y asequible a los métodos tradicionales de química analítica. Los metales pesados son contaminantes altamente tóxicos que se han vuelto cada vez más prevalentes debido a las actividades humanas 1,2,3,4. Sin embargo, los métodos de detección convencionales5 suelen ser costosos e inaccesibles.
Los WCB sensibles al mercurio aprovechan la notable especificidad y sensibilidad del factor de transcripción MerR 6,7,8. En su función nativa, MerR regula la expresión de proteínas efectoras, cuya actividad desintoxicante confiere resistencia al mercurio9. La capacidad de MerR para regular la expresión génica de una manera dependiente del mercurio ha sido reutilizada para la regulación de proteínas reporteras en sistemas de detección de mercurio 10,11,12,13,14,15,16. A pesar de las investigaciones prometedoras, estos WCB aún no se han adoptado para el monitoreo en el mundo real. Factores como la fragilidad biológica, los requisitos de manejo especializado y la ausencia de protocolos estandarizados y materiales de referencia certificados han dificultado la aplicación práctica 17,18,19,20.
Se ha desarrollado un sistema WCB para la detección de mercurio iónico utilizando MerR acoplado a dos proteínas reporteras diferentes. Mer-Blue expresa una proteína cromogénica y sirve como biosensor colorimétrico, lo que permite la detección visual o basada en cámara. Mer-RFP, un biosensor fluorescente, permite la monitorización continua de la acumulación de señales. Al controlar cuidadosamente el momento de la exposición de la muestra durante la fase de crecimiento, se ha logrado una reproducibilidad robusta en ambos sistemas15.
Este artículo presenta protocolos detallados para operar tanto Mer-Blue como Mer-RFP, junto con un análisis exhaustivo de sus salidas de señal. Para Mer-RFP, el análisis se basa en un teorema recientemente introducido de la asignación de biosíntesis de proteínas21. En el caso de Mer-Blue, el análisis colorimétrico se puede digitalizar utilizando un software de procesamiento de imágenes como ImageJ. Para garantizar una configuración de adquisición de imágenes consistente, se presenta una configuración de cámara de bricolaje de bajo costo llamada PelletCam. En ambos casos, se proporciona software automatizado para facilitar la operación. Al compartir metodologías experimentales y técnicas de análisis de datos accesibles y estandarizadas, se fomenta una adopción más amplia de los WCB para el desarrollo de soluciones de monitoreo basadas en biosensores confiables y rentables.