酵母とAIがPFASを迅速検出

コロンビア大学と市立大学ニューヨーク校の研究者チームは、飲料水内のPFASをリアルタイムで検出する新規バイオハイブリッドセンサーを開発中だ。Virginia Cornish教授らのチームは、AI設計の人工タンパク質を遺伝子改変した酵母とCMOS集積回路センサーチップを統合した装置により、自治体水道システムの監視プロセスを効率化している。 米国民の多数がPFASに曝露されており、EPAの新規規則により水道事業者は定期検査が義務づけられている。しかし従来の質量分析委託は高額で結果返却に数週間を要し、浄化設備の運用判断に支障をきたしていた。米国内約15万の公共水道システムにおけるコスト削減と迅速なモニタリングが業界の急務である。 本技術の核心は生体センサーと半導体の融合にある。研究チームは酵母を改変し、PFAS分子を結合すると蛍光発光する人工受容体を構築した。Mohammed AlQuraishi教授らのAIツールにより受容体設計を数週間に短縮し、PFOAやPFOS対応菌株の高速開発サイクルを実現している。蛍光酵母を凍結乾燥したスティックを水道水に浸すと濃度に応じた蛍光が発生し、Ken Shepard教授らのCMOSチップが光信号を無線で読み取り、ポータブル端末へ即時データとして転送する。 Alex Rosenthal教授は、本デバイスが委託コストを大幅に削減し、水道事業者の運用最適化に寄与すると指摘する。実用化段階にある本システムは、現場即応型のモニタリングツールとしてインフラ維持コストを劇的に引き下げる可能性がある。また、バイオとエレクトロニクスの融合アプローチは、医療や環境監視領域における新産業の基盤となり得ると期待されている。