Bakterier har udviklet komplekse mekanismer kaldes quorum sensing systemer, der giver for celle-til-celle kommunikation, en tilpasning, der tillader dem at vente, indtil deres befolkning vokser stort nok inden montering et angreb på en vært eller konkurrerende for næringsstoffer.
Lianhong Sun, en kemisk ingeniør ved University of Massachusetts Amherst har udviklet et af disse systemer til at skabe genetiske switche, der kunne sænke omkostningerne ved produktion af terapeutiske proteiner og farmaceutiske produkter.
Kontakterne vil øge den industrielle gæring, som bruger kolonier af organismer, såsom bakterier til at producere en bred vifte af kemikalier, herunder insulin, humant væksthormon og antibiotika. "Den genetiske skifter arbejde hurtigt, er nemme at styre og ikke kræver dyre kemikalier til at starte processen," siger søn "De er også ugiftige, og kan indføres i en bred vifte af organismer, der allerede er i brug, herunder mikrober og plante-og dyreceller."
Sol og kandidatstuderende Pavan Kambam og Daniel Sayut startede med quorum sensing system af Vibrio fischeri, en marine bakterie, der koloniserer lyset organer i visse fisk og blæksprutter til at generere bioluminescens. Vibrio fischeri producerer et signal molekyle, der sanses af andre medlemmer af kolonien. Når kolonien bliver store og tætte nok, det signal molekyle når et niveau, der udløser en kemisk kæde af begivenheder, i sidste ende medfører et bestemt gen til at producere det selvlysende protein. Hele kolonien fungerer som en enhed, og dette hurtige, alt-eller-intet svar gør quorum sensing systemer er egnede til brug som genetiske switche.
De skifter var anlagt inde E. coli bakterier med et gen, der producerer en fluorescerende protein og komponenter fra det quorum sensing system af Vibrio fischeri. De switche blev aktiveret ved at tilføje signal molekyle og mængden af protein produceret blev målt ved at se på fluorescens af det omgivende medier. De skifter viste sig at være let at aktivere, at svare, når signalet molekyle nået et niveau på cirka seks molekyler pr bakterielle celle, og reaktionen kunne let kontrolleres ved at justere mængden af det signal molekyle, der blev tilføjet.