Alors que les inquiétudes grandissent concernant la pollution de l’environnement et la sécurité de l’approvisionnement en eau et en nourriture, les biocapteurs sont apparus comme une alternative attrayante et abordable aux méthodes traditionnelles de chimie analytique. Les métaux lourds sont des polluants hautement toxiques qui sont devenus de plus en plus répandus en raison des activités humaines 1,2,3,4. Cependant, les méthodes de détection conventionnelles5 sont souvent coûteuses et inaccessibles.
Les WCB sensibles au mercure exploitent la spécificité et la sensibilité remarquables du facteur de transcription MerR 6,7,8. Dans sa fonction native, MerR régule l’expression des protéines effectrices, dont l’activité détoxifiante confère une résistance au mercure9. La capacité de MerR à réguler l’expression des gènes d’une manière dépendante du mercure a été réutilisée pour la régulation des protéines rapporteures dans les systèmes de détection du mercure 10,11,12,13,14,15,16. Malgré des recherches prometteuses, ces CAT n’ont pas encore été adoptés pour la surveillance dans le monde réel. Des facteurs tels que la fragilité biologique, les exigences de manipulation spécialisées et l’absence de protocoles normalisés et de matériaux de référence certifiés ont entravé l’application pratique 17,18,19,20.
Un système WCB pour la détection du mercure ionique a été mis au point à l’aide de MerR couplé à deux protéines rapporteures différentes. Mer-Blue exprime une protéine chromogène et sert de biocapteur colorimétrique, permettant une détection visuelle ou par caméra. Mer-RFP, un biocapteur fluorescent, permet une surveillance continue de l’accumulation de signaux. En contrôlant soigneusement le moment de l’exposition de l’échantillon pendant la phase de croissance, une reproductibilité robuste a été obtenue dans les deux systèmes15.
Cet article présente des protocoles détaillés pour l’exploitation de Mer-Blue et Mer-RFP, ainsi qu’une analyse complète de leurs sorties de signaux. Pour Mer-RFP, l’analyse est basée sur un théorème récemment introduit de l’allocation de biosynthèse des protéines21. Pour Mer-Blue, l’analyse colorimétrique peut être numérisée à l’aide d’un logiciel de traitement d’image tel que ImageJ. Pour garantir des paramètres d’acquisition d’image cohérents, une configuration de caméra de bricolage à faible coût nommée PelletCam est présentée. Dans les deux cas, un logiciel automatisé est fourni pour faciliter l’utilisation. En partageant des méthodologies expérimentales et des techniques d’analyse de données accessibles et normalisées, l’adoption plus large des CAT est encouragée pour le développement de solutions de surveillance fiables et rentables basées sur des biocapteurs.