Unatoč povezanosti s zaraženom zelenom salatom i potencijalno opasnim po život infekcijama, soj bakterija Escherichia coli obično je bezopasan - i iznenađujuće svestran. Kako Ryan F. Mandelbaum izvještava za Gizmodo, tim talijanskih istraživača nedavno je iskoristio vještine plivanja E. coli (bakterije se u samo jednoj sekundi mogu prebiti na udaljenosti 10 puta dužoj od njih) kako bi proizvele milimetričnu repliku najpoznatijeg svjetskog djela umjetnost, Leonardo da Vincijeva Mona Lisa.
Znanstvena istraživanja, koja su nedavno detaljno opisana u eLife-u, vrte se oko E. coli-ovog flagelluma ili repa. Ovaj mali motor pokreće kretanje bakterija, omogućujući im da formiraju različite uzorke, a može se kontrolirati uz pomoć svjetlosno osjetljivog proteina zvanog proteorhodopsin.
Iako se protein obično nalazi u bakterijama koje žive u oceanima, Dyllan Furness iz Digital Trends piše da je tim koristio genetski inženjering da bi ga uveo u E. coli i druge sojeve bakterija. Ove modificirane bakterije više nisu imale potrebu za kisikom kao gorivo za plivanje, a izgledale su kao modificirane bakterije da usmjeravaju svoje kretanje.
"Toliko poput pješaka koji usporavaju brzinu hoda kada naiđu na gomilu ili automobila koji su zaglavljeni u prometu, bakterije za plivanje provode više vremena u sporijim regijama nego u bržim", vodeći autor Giacomo Frangipane, fizičar sa Sveučilišta u Rim u Italiji, rekao je u izjavi, "Htjeli smo iskoristiti taj fenomen da vidimo možemo li oblikovati koncentraciju bakterija koristeći svjetlost."
Da bi stvorili svoju mini "Mona Lizu", istraživači su projicirali negativnu sliku renesansnog remek-djela na "pozornicu" u kojoj se nalaze bakterije. Prema Gizmodovom Mandelbaumu, E. coli koji se kreće kretao se na područja koja primaju manje svjetla, gužvajući se jedna na drugu i stvarajući guste uzorke koji se pojavljuju kao tamnije regije konačnog portreta. S druge strane, bakterije koje se brže kreću primale su više svjetlosti i odmakle se dalje, stvarajući svjetlije nijanse portreta.
"Ako želimo" obojiti "bijelim potezom - gdje je bakterija boja - moramo smanjiti brzinu bakterija lokalnim smanjenjem intenziteta svjetlosti u toj regiji, tako da se bakterije usporavaju i nakupljaju tamo", koautor studije Roberto Di Leonardo, također fizičar sa Sveučilišta u Rimu, kaže kako je Digital Trends 'Furness.
Brza verzija vremenskog razdoblja (Frangipane i dr.) Iako je E. coli proizveo prepoznatljiv prikaz Da Vincijeve slike, bakterije su doživjele odgođene reakcije na varijacije u svjetlu, što je dovelo do toga da konačna slika postane mutna, stoji u priopćenju za javnost. Kako bi riješili ovo pitanje, tim je postavio svoju projekciju na 20-sekundnu petlju, omogućujući im da neprestano uspoređuju bakterijske formacije s željenim ishodom. Rezultat: "fotokinetički" bakterijski stanični sloj sposoban je stvoriti gotovo savršene replike crno-bijelih slika.
Osim što su rekreirali „Mona Lizu“, istraživači su E. coli pretvorili u portret za morfem lica koji se iz lika Alberta Einsteina u lik Charlesa Darwina pretvorio u samo pet minuta.
Iako su ovi umjetnički podvizi impresivni, Di Leonardo primjećuje da oni nisu krajnji cilj istraživanja tima: Umjesto toga, znanstvenici se nadaju da će upotrijebiti genetski modificirane bakterije kao mikroskopske građevne blokove.
"U fizičkim i inženjerskim primjenama, ove se bakterije mogu upotrijebiti kao biorazgradivi materijal za optički 3D ispis sub-milimetarskih mikrostruktura", objašnjava Di Leonardo za Furness. „S druge strane, dinamička kontrola bakterija može se iskoristiti za in vitro biomedicinske aplikacije za izoliranje, sortiranje i transport većih ćelija radi analize ili dijagnostike na razini jednoćelije u minijaturiziranim laboratorijama.“
