Въпреки връзката си с опетнените марули и потенциално опасните за живота инфекции, бактериалният щам на Escherichia coli обикновено е безвреден - и изненадващо универсален. Както Ryan F. Mandelbaum съобщава за Gizmodo, екип от италиански изследователи наскоро се възползва от плувните умения на E. coli (бактериите могат да се надбягват на разстояния 10 пъти по-голяма от тяхната дължина само за една секунда), за да създадат милиметрична реплика на най-известното в света произведение на изкуство, „Мона Лиза“ на Леонардо да Винчи.
Изследванията на учените, наскоро подробно описани в eLife, се въртят около фланела или опашката на E. coli. Този малък мотор задвижва движението на бактериите, което им позволява да образуват различни модели и може да се контролира с помощта на светлочувствителен протеин, наречен протеорходопсин.
Въпреки че протеинът обикновено се намира в обитаемите от океаните бактерии, Dyllan Furness на Digital Trends пише, че екипът използва генно инженерство, за да го въведе в E. coli и други щамове на бактерии. Вече не разчитат на кислород, за да подхранват плуването си, тези модифицирани бактерии изглеждаха светли, за да ръководят движението си.
„Подобно на пешеходците, които забавят скоростта си при ходене, когато се натъкнат на тълпа, или коли, които са задръстени в трафика, плуващите бактерии ще прекарват повече време в по-бавни региони, отколкото в по-бързите“, водещият автор Джакомо Франгипане, физик от Университета на Рим в Италия, се казва в изявление, "Искахме да използваме това явление, за да видим дали можем да оформим концентрацията на бактерии, използвайки светлина."
За да създадат своя мини „Мона Лиза“, изследователите проектираха отрицателен образ на ренесансовия шедьовър върху „сцена“, в която живеят бактериите. Според Манделбаума на Gizmodo, по-бавно движещите се E. coli се стичали в области, получаващи по-малко светлина, струпвайки се един към друг и създавайки плътни шарки, които изглеждат като по-тъмните области на крайния портрет. От друга страна, по-бързо движещите се бактерии получиха повече светлина и се отдалечиха, генерирайки по-светлите нюанси на портрета.
"Ако искаме да" боядисаме "бял удар - където бактерията е боята - трябва да намалим скоростта на бактериите, като локално намаляваме интензитета на светлината в този регион, така че бактериите да се забавят и да се натрупват там", съавторът на изследването Роберто Ди Леонардо, също физик от Римския университет, разказва „Размитостта на цифровите тенденции“.
Ускорена версия на времевия период (Frangipane et al) Въпреки че Е. coli произведе разпознаваемо предаване на картината на да Винчи, бактериите изпитаха забавени реакции на промени в светлината, което доведе крайното изображение да се размие, според съобщение в пресата. За да отстранят този проблем, екипът постави своята проекция на 20-секундна линия, което им позволява непрекъснато да сравняват бактериалните образувания с желания резултат. Резултатът: "фотокинетичен" бактериален клетъчен слой, способен да произвежда почти перфектни копия на черно-бели изображения.
В допълнение към пресъздаването на „Мона Лиза“, изследователите насочиха Е. коли до портретен образ, който се трансформира от подобие на Алберт Айнщайн в този на Чарлз Дарвин само за пет минути.
Въпреки че тези артистични подвизи са впечатляващи, Ди Леонардо отбелязва, че те не са крайната цел на изследванията на екипа: Вместо това учените се надяват да използват генетично модифицираните бактерии като микроскопични градивни елементи.
„Във физиката и инженерните приложения тези бактерии могат да бъдат използвани като биоразградим материал за оптичен 3D печат на подмилиметрови микроструктури“, обяснява Ди Леонардо пред Furness. „От друга страна, динамичният контрол на бактериите може да бъде използван за in vitro биомедицински приложения за изолиране, сортиране и транспортиране на по-големи клетки за анализ или диагностична цел на едноклетъчно ниво в миниатюризирани лаборатории.“
