Wissenschaftler haben gentechnisch veränderte E. coli-Bakterien verwendet, um Bilder einiger der berühmtesten Gemälde der Welt zu erstellen. Die künstlerischen Forscher experimentierten mit Möglichkeiten, verschiedene Attribute zu vereinen, um große Bakterienpopulationen zu kontrollieren.
Sie haben ehrgeizige Pläne, mikroskopische Transportgeräte oder vielleicht sogar 3D-Druckbakterien zu entwickeln. „Ich denke, es ist ein interessanter Beweis für das Konzept, Bakterien möglicherweise als Ziegel zu verwenden, um kostengünstig und einfach Strukturen im Mikromaßstab aufzubauen“, so der Studienautor Roberto Di Leonardo vondie Sapienza Universität von Roma sagte Gizmodo.
Lichtempfindliche Proteine in Kombination mit E. coli
Die Forscher waren neugierig, wie die besonderen Eigenschaften verschiedener Organismen miteinander kombiniert werden können. In diesem Fall kombinierten sie das lichtempfindliche Protein Proteorhodopsin mit dem Flagellum von E. coli. Proteorhodopsin kann als Solarpanel für Zellen und Flagellum angesehen werdenkann als winziger Motor betrachtet werden.
Durch die Kombination der beiden hoffte der Wissenschaftler, ein System zu schaffen, das sich mit mehr Licht schneller bewegt. Um die Bilder zu erstellen, wurde das Proteorhodopsin-produzierende Gen zuerst in die Bakterien gespleißt.
Dann wurde ein Projektor mit einem Mikroskopobjektiv anstelle des normalen Objektivs modifiziert. Die Bilder wurden auf einen Tisch projiziert, auf dem sich die Bakterien befanden, zwei Mikrometer pro Pixel.
Die Theorie Würden sich langsamer bewegende Bakterien, die weniger Licht vom projizierten Bild empfangen, zusammenklumpen und schwarze Schattierungen bilden, während sich diejenigen, die viel Licht empfangen, weiter auseinander bewegen würden. Die verklumpten und sich bewegenden Bakterien würden dann das resultierende Bild bilden.
Sie beschreiben es in der Einleitung zu ihrer veröffentlichten Forschung Sprichwort „Es ist bekannt, dass sich schwimmende Bakterien, ähnlich wie Autos im Stadtverkehr, in Gebieten ansammeln, in denen ihre Geschwindigkeit abnimmt. Durch die Steuerung der Schwimmgeschwindigkeit mit Proteorhodopsin können Forscher die lokale Bakteriendichte einfach durch Projektion verschiedener Lichtmuster manipulieren.“
Bilder wurden durch Projektion von Licht in bestimmten Mustern erstellt, die die Bewegung von Bakterien fördern.
Laut dem von den Forschern veröffentlichten Artikel funktionierte die Taktik ziemlich gut, außer dass die Bakterien ihre Positionen nur langsam änderten, was zu unscharfen Bildern führte. Um dies zu korrigieren, richteten die Wissenschaftler ein System ein, in dem alle 20 Sekunden die Bakterienpositionen warenverglichen mit dem endgültigen gewünschten Bild.
Stellen, an denen sich die Bakterien nur langsam entfernten, wurden aufgehellt, damit sich die Bakterien schneller entfernen konnten. Die Stellen, die dunkler sein mussten, wurden noch weiter gedimmt, um eine dichtere Verklumpung zu fördern.
Die Forscher geben zu, dass es noch ein langer Weg ist, bis lichtreaktive Bakterien unsere Arbeit übernehmen, aber die Autoren sagen wir Dies ist nur der erste Schritt zur weiteren Forschung.
„Dies könnte für den Bau der nächsten Generation mikroskopischer Geräte äußerst wertvoll sein. Beispielsweise könnten Bakterien dazu gebracht werden, ein größeres Objekt wie ein Maschinenteil oder einen Medikamententräger zu umgeben, und dann als lebende Propeller verwendet werden, um es dorthin zu transportierenwird gebraucht."
Die Forschung wurde veröffentlicht in eLife .