Walaupun hubungannya dengan selada tercemar dan jangkitan yang mengancam nyawa, strain bakteria Escherichia coli biasanya tidak berbahaya-dan menghairankannya serba boleh. Seperti yang dikemukakan oleh Ryan F. Mandelbaum untuk Gizmodo, satu pasukan penyelidik Itali baru-baru ini memanfaatkan kemahiran berenang E. coli (bakteria boleh berlumba melintasi jarak 10 kali panjangnya hanya dalam satu saat) untuk menghasilkan replika milimetrik karya yang paling terkenal di dunia seni, "Mona Lisa" Leonardo da Vinci.
Penyelidikan saintis, yang baru terperinci dalam eLife, berkisar di sekitar flagellum E. coli, atau ekor. Motor minuscule ini mendorong pergerakan bakteria, membolehkan mereka membentuk pola yang berbeza, dan boleh dikawal dengan bantuan protein sensitif cahaya yang dipanggil proteorhodopsin.
Walaupun protein biasanya terdapat dalam bakteria yang tinggal di laut, Trend Digital 'Dyllan Furness menulis bahawa pasukan menggunakan kejuruteraan genetik untuk memperkenalkannya kepada E. coli dan strain bakteria lain. Tidak lagi bergantung kepada oksigen untuk menyalakan bakar mereka, bakteria yang diubah suai ini kelihatan ringan untuk membimbing pergerakan mereka.
"Sama seperti pejalan kaki yang melambatkan kelajuan berjalan ketika mereka menghadapi orang ramai, atau kereta yang terjebak dalam lalu lintas, bakteria berenang akan menghabiskan lebih banyak waktu di kawasan yang lebih lambat daripada yang lebih cepat, " kata penulis utama Giacomo Frangipane, ahli fisika di University of Rom di Itali, dalam satu kenyataan. "Kami mahu mengeksploitasikan fenomena ini untuk mengetahui sama ada kami boleh membentuk kepekatan bakteria menggunakan cahaya."
Untuk mewujudkan "Mona Lisa" mini mereka, para penyelidik memproyeksikan imej negatif karya Renaissance ke perumahan "panggung" bakteria. Menurut Mandelbaum Gizmodo, E. coli yang bergerak perlahan berbondong-bondong ke kawasan-kawasan yang menerima kurang cahaya, berkisar antara satu sama lain dan menghasilkan pola padat yang muncul sebagai kawasan gelap potret terakhir. Bakteria yang bergerak pantas, sebaliknya, menerima lebih banyak cahaya dan bergerak jauh lebih jauh, menghasilkan warna lebih ringan potret.
"Jika kita mahu 'cat' strok putih-di mana bakteria adalah cat-kita perlu mengurangkan kelajuan bakteria oleh intensiti cahaya yang menurun secara mendatar di rantau itu supaya bakteria melambatkan dan berkumpul di sana, " kata penulis bersama Roberto Di Leonardo, seorang ahli fizik di University of Rome, memberitahu Furness Digital Trends '.
Versi sped-up timelapse (Frangipane et al) Walaupun E. coli menghasilkan pengenalan lukisan da Vinci, bakteria mengalami tanggapan tanggapan terhadap variasi cahaya, memimpin imej terakhir untuk berubah kabur, menurut siaran akhbar. Untuk membetulkan isu ini, pasukan menetapkan unjuran mereka pada gelung 20 saat, membolehkan mereka untuk terus membandingkan pembentukan bakteria dengan hasil yang dikehendaki. Hasilnya: lapisan sel bakteria "photokinetic" yang mampu menghasilkan imej-imej hitam dan putih yang hampir sempurna.
Di samping mencipta "Mona Lisa", para penyelidik membimbing E. coli menjadi potret wajah yang morphing yang berubah dari rupa Albert Einstein kepada Charles Darwin hanya dalam masa lima minit.
Walaupun eksploit artistik ini mengagumkan, Di Leonardo mencatat bahawa mereka bukan matlamat akhir penyelidikan pasukan: Sebaliknya, saintis berharap menggunakan bakteria yang diubah suai secara genetik sebagai blok bangunan mikroskopik.
"Dalam fizik dan aplikasi kejuruteraan, bakteria ini boleh digunakan sebagai bahan biodegradable untuk percetakan 3D substruktur mikro sub-milimeter, " Di Leonardo menjelaskan kepada Furness. "Di sisi lain, kawalan dinamik bakteria boleh dieksploitasi untuk aplikasi bioperubatan in-vitro untuk mengasingkan, menyusun, dan mengangkut sel-sel yang lebih besar untuk tujuan analisis atau diagnostik pada tahap sel tunggal di dalam makmal miniatur."
