細菌動力の人工舌がアルコールの添加物味覚検査が可能に

遺伝子組み換え細菌を宿す小さなデバイスが、アルコール飲料の化学組成を迅速に分析する人工舌のような機能を果たすようになる日も近いかもしれない。DNA 配列解析の基盤となる既存の生物学的ナノポア技術を使用することで、これらの新しいツールは、飲料が望ましくない添加物や致死的な毒素で汚染されているかどうかを検査できるようになる日も近いかもしれない。

現在のナノポア技術は、改変された細菌（通常はマイコバクテリウム・スメグマティス）を利用して、顕微鏡による化学評価を行う。これを実現するために、専門家はまず細菌の細胞膜に幅わずか数ナノメートルの極めて小さな穴を開ける。次に研究者は改変された微生物を液体に混ぜ、その溶液に小さな電荷を加える。液体の分子は、バーコードスキャンと同様に、 M. スメグマティスのナノポアを通過する際に固有の特徴を発する。そこから、機械学習でトレーニングされたプログラムがほぼ瞬時に電気的特徴を識別し、解釈する。当初は遺伝学者のDNA配列決定へのアプローチを変革するために使用されていたが、中国の南京大学の研究者らは最近、同じ戦略をワインなどのアルコール飲料にも適用できると理論化した。

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多くの国で厳格な飲料規制法が施行されているにもかかわらず、研究によると、汚染は依然として公衆衛生に影響を与える「広範囲にわたる顕著な問題」となっている。ラオスなどの国では、メタノール汚染されたアルコールが深刻な問題となっており、年間数百人の死者を出している。液体クロマトグラフィーなどの既存の検査装置は、訓練を受けた専門家が操作する扱いにくく高価な装置を必要とするが、研究者らは試作品をCOVID-19抗原検査のようにシンプルで小型のものに例えている。マター誌に掲載された研究結果は、より安全で均一な酒類への有望な新たな道を示している。

研究者らは、ウイスキー、ブランデー、中国の白酒、白ワインなど、さまざまなアルコール飲料の化学組成について独自のアルゴリズム学習モデルを訓練した後、各液体の滴をデバイスに塗布しました。このツールは、ナノポアの読み取り値に基づいて各サンプルを正確に分類し、研究者らはこれが「アルコール飲料の製造と食品の安全性における重要性」を浮き彫りにすると考えています。

「これらの結果は、ワインの甘さのナノ細孔グレーディングや添加物の定量測定への応用にも影響を与えた」と研究者らは付け加えた。