實驗室的另一位博士后研究員，深入?yún)⑴c這項工作的Marcelo Torres解釋道，“我們的傳感器甚至可以檢測到100個細胞中的細菌。通常需要1萬或10萬個細菌細胞才能視為感染，我們可以及早發(fā)現(xiàn)感染并可以檢測細菌隨著時間變化所發(fā)生的增長?！?

De la Fuente的長期目標之一是創(chuàng)建人造抗生素，該實驗室已經(jīng)取得了很大的進展。憑借人工智能，計算機可以知道哪些自然分子能夠成功對抗細菌，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)生成新的人造分子（如上圖所示）。研究人員可以將它們打印出來并用于真正細菌的測試

一旦傳感器注意到感染蔓延，它就會通過基于手機的應(yīng)用程序通知用戶。只需按一下按鈕，用戶就可以發(fā)送電信號以啟動治療，即預(yù)先裝在繃帶上，名為肽的微小蛋白質(zhì)細菌特異性氨基酸鏈。Torres表示，“這些細菌產(chǎn)生的分子，如果將電流引入系統(tǒng)，它們會經(jīng)歷電化學(xué)過程，這是眾所周知的。我們要做的就是找到每個分子的正確模式，正確的電化學(xué)結(jié)構(gòu)。”

研究團隊已經(jīng)找出了哪些肽可以成功地針對引起感染的特定病原體，并創(chuàng)建了擁有電極的應(yīng)用程序的測試樣本。

Melo指出，“我們所進行的每一步都有概念證明?！?

Torres補充道，“現(xiàn)在要做的就是將其合成?！?

一旦合成，該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)感染的速度將比今天快得多。通常，擦拭傷口后需要數(shù)小時或數(shù)天才能恢復(fù)，但這些讀數(shù)僅需要幾秒鐘。De la Fuente表示，未來版本的生物傳感器可能會以藥丸的形式被吸收，這些藥丸可以檢測出腸道中的某些細菌，并進行治療。

合理使用益生菌

讀取腸道內(nèi)的信息并釋放藥物的想法已經(jīng)在另一個專注于益生菌工程的項目中發(fā)揮作用，在酸奶等食品中發(fā)現(xiàn)了“好”的細菌。

這正是博士后研究員Esther Broset的興趣所在，她表示研究目的不是殺死有益的微生物細菌群，而是針對可能會使我們生病的腸道內(nèi)微生物。Broset指出，“如果我們殺死微生物群中的危險細菌會發(fā)生什么？我們將在益生菌中表達這種細菌?！?

在實驗室計算機生成抗生素研究中，研究人員使用相同的機器學(xué)習(xí)來縮小分子范圍，從而找到適合于益生菌使用的蛋白質(zhì)，這是至關(guān)重要的，因為某些肽對益生菌而言是有毒的。

Broset解釋道，“研究人員在我們的胃里面發(fā)現(xiàn)一種針對病原體的肽，會引起潰瘍?！彼梢砸稽c點地將這種蛋白質(zhì)編碼到特定細菌的DNA中去，讓這些細菌產(chǎn)生有益的益生菌。她補充道，“你可以編碼任何你想要的分子，包括它們的表達式、數(shù)量、高或低。”在合適的情況下，腸道中的益生菌會產(chǎn)生這種肽并分泌出來以對抗病原體。

De la Fuente表示，目前最有應(yīng)用前景的是沙門氏菌，“從理論上講，你可以喝酸奶，酸奶將通過體內(nèi)到達結(jié)腸、腸道，而益生菌將在腸道內(nèi)繁殖并治療沙門氏菌感染。”最終，如果該概念被證明是成功的，那么益生菌的導(dǎo)管可以是一種主動服用的藥丸，當它檢測到危險的細菌時會釋放出合適的肽。

歸根到底，所有研究項目的目標是創(chuàng)建de la Fuente所描述的開發(fā)閉環(huán)，從計算機設(shè)計、機器學(xué)習(xí)，打印、合成到篩選生物制品的一切都將自動進行并循環(huán)回電腦。de la Fuente闡述道，“對分子開發(fā)和創(chuàng)建新藥物而言，它將成為一套非常有用的工具。”

他還承諾要創(chuàng)建一個多元化實驗室，實驗室成員通常取自這些領(lǐng)域中代表性不足的群體，他們來自不同的地方，擁有不同的科學(xué)背景。他表示，“實驗室的宗旨是歡迎來自世界各地的人才，讓這些人成為未來的領(lǐng)導(dǎo)者?！边@些科學(xué)家的組合將使實驗室突破分子測序的界限。