狗的强大鼻子以其嗅出从疾病到爆炸物的能力而闻名，但科学正在迅速赶上它，一系列人造鼻子正研发中。现在，在这一令人兴奋的领域的最新突破中，研究人员已经使用转基因大肠杆菌旋转导电纳米线，能够检测到由肾脏疾病产生的气味分子。更重要的是，他们说他们的微生物制造厂可以被调整，以创造出其他的线，来探测更多的医疗条件。

当涉及到通过我们的鼻子感知我们周围的世界时，人类远远落后于我们的犬类伙伴。不过，为了努力追赶，科学家们多年来一直在努力工作，创造了一系列令人眼花缭乱的人工气味传感器。我们已经看到人造的"鼻子"可以从血液或尿液样本中发现癌症，从皮肤气味中检测出帕金森病，监测水中的细菌，找到自然灾害中埋在废墟下的人，并嗅出空气中的危险毒素。

马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMA）的研究人员说，这些传感器中使用的许多纳米线的问题是，它们是由有毒和不可降解的材料制成的，如硅或碳纤维。为了解决这个问题，研究小组转向了细菌解决方案。

去年，UMA的微生物学家Derek Lovley和电气与计算机工程师Jun Yao使用一种名为Geobacter sulfurreducens的细菌创造了一种可穿戴的生物膜，该生物膜可通过汗水发电。该实验的成功集中体现在该细菌生长出能够实际导电的极小电线的能力。研究小组决定将这些纳米线用于他们新的人造鼻中。

然而，巯基细菌很难培养，因为它需要非常特殊的条件才能生长。因此，该团队争取到了一种更坚韧的细菌的帮助。

研究人员把'纳米线基因'--称为pilin--从G. sulfurreducens中取出，并把它拼接到大肠杆菌的DNA中，这是世界上最常见的细菌之一。

除了让大肠杆菌开始生产纳米线外，Lovely和Yao还进行了额外的基因修改，使这些线被一种被称为DLESFL的肽所覆盖。这使得这些电线对氨的敏感度比以前高100倍，氨是肾脏疾病患者呼吸中的一种副产品。然后，这些生物导线被植入一个传感器，该传感器在发现氨方面比以前由传统材料制成的传感器更有效。

Yao介绍说："这项研究最令人兴奋的事情之一是，我们正在将电气工程带入一个根本性的新方向。这些蛋白质纳米线的魅力在于，可以利用生命的基因设计来建立一个稳定的、多功能的、低影响的和具有成本效益的平台，而不是用不会生物降解的稀缺原材料制成的电线。"

研究人员说，可以让这些微小的细菌工厂生产出涂有不同肽的电线，可以为其他疾病的化学制造者提供感应。

"有可能设计出独特的肽，每个肽都能特异性地结合感兴趣的分子，"研究报告的共同作者Toshiyuki Ueki说。"因此，随着更多由身体发出的、对某种特定疾病具有特异性的示踪分子被确定，我们可以制造出结合了数百种不同化学嗅觉的纳米线的传感器来监测各种健康状况。"

这项研究已经发表在《生物传感器和生物电子学》杂志上。