Ученые нарисовали портрет Моны Лизы управляя бактериями

Ученые "нарисовали" портрет Моны Лизы при помощи генетически модифицированных бактерий E. Coli.

Итальянские ученые создали портрет Моны Лизы при помощи бактерий вида E. Coli, специально для этого модифицированных на генетическом уровне. Отметим, что все это было сделано отнюдь не ради забавы, ученые занимались доработкой и разработкой новых способов управления поведением больших популяций микроорганизмов. А в будущем такие способы могут привести к появлению микроскопических "транспортных" средств, технологий "бактериальной" трехмерной печати и многого другого.

"Проделанная нами работа является интересным доказательством работоспособности технологии, в которой бактерии используются, как строительные кирпичики" - рассказывает Роберто Ди Леонардо (Roberto Di Leonardo), ученый из университета Sapiezna University of Roma, - "И при помощи этих кирпичиков, способных перемещаться самостоятельно, можно быстро и недорого строить различные сложные структуры на микроскопическом масштабе".

Проведенные генные модификации заключались во введении светочувствительного белка протеородопсин в организм бактерий так, чтобы увеличение уровня освещенности приводило к большей подвижности этих бактерий. В генетический код были введены последовательности, благодаря которым бактерии сами выработали достаточное количество светочувствительного белка. После выращивания колонии таких бактерий ученые осветили ее, используя микроскоп в качестве проектора, через который проецировалось изображение портрета Моны Лизы, при этом размеры одного "пикселя" будущего изображения были равны приблизительно двум микрометрам.

Бактерии, попавшие в области с большим уровнем освещенности, двигались быстро до тех пор, пока не перемещались в области с малой освещенностью. За счет некоторых эффектов, в том числе и оптических, области с большей концентрацией бактерий были более светлыми, а области с низкой концентрацией - более темными. И после получения снимка исследователям пришлось инвертировать изображение для придания ему нормального вида.

Однако, в такой технологии есть еще некоторые проблемы. Отдельные экземпляры бактерий, которых оказалось не так уж и мало, не спешили покинуть сильно освещенные места, что приводило к созданию размытого изображения. Поэтому исследователям пришлось ввести обратную связь, которая через каждые 20 секунд сравнивала полученное изображение с желаемым изображением, и в случае появления сверхскоплений бактерий в затененных местах, "разгоняла" их светом, заставляя перегруппироваться заново.

Отметим, что ученым известно еще несколько способов управления поведением и распределением генетически модифицированных бактерий. Но новый способ управления при помощи света является самым быстрым на сегодняшний день, и, вполне возможно, такие светочувствительные бактерии смогут стать в будущем двигателями микроскопических машин, активными элементами бактериальных трехмерных принтеров, курьерами, доставляющими лекарственные препараты и т.п.