A pesar de su asociación con la lechuga contaminada y las infecciones potencialmente mortales, la cepa de bacterias Escherichia coli generalmente es inofensiva y sorprendentemente versátil. Como informa Ryan F. Mandelbaum para Gizmodo, un equipo de investigadores italianos recientemente capitalizó las habilidades de natación de E. coli (la bacteria puede correr a través de distancias 10 veces su longitud en solo un segundo) para producir una réplica milimétrica del trabajo más famoso del mundo. arte, "Mona Lisa" de Leonardo da Vinci.
La investigación de los científicos, recientemente detallada en eLife, gira en torno al flagelo o cola de E. coli. Este motor minúsculo impulsa el movimiento de las bacterias, lo que les permite formar patrones distintos, y puede controlarse con la ayuda de una proteína sensible a la luz llamada proteorhodopsina.
Aunque la proteína se encuentra típicamente en las bacterias que habitan en el océano, Dyllan Furness de Digital Trends escribe que el equipo usó ingeniería genética para introducirla en E. coli y otras cepas de bacterias. Al no depender más del oxígeno para alimentar sus nados, estas bacterias modificadas parecían iluminarse para guiar sus movimientos.
"Al igual que los peatones que reducen su velocidad al caminar cuando se encuentran con una multitud, o los autos que están atrapados en el tráfico, las bacterias que nadan pasarán más tiempo en las regiones más lentas que en las más rápidas", escribió el autor principal Giacomo Frangipane, físico de la Universidad de Roma en Italia, dijo en un comunicado: "Queríamos explotar este fenómeno para ver si podíamos moldear la concentración de bacterias usando la luz".
Para crear su mini "Mona Lisa", los investigadores proyectaron una imagen negativa de la obra maestra del Renacimiento en un "escenario" que alberga la bacteria. Según el Mandelbaum de Gizmodo, la E. coli de movimiento más lento se congregó en áreas que reciben menos luz, se apiñan y producen patrones densos que aparecen como las regiones más oscuras del retrato final. Las bacterias que se mueven más rápido, por otro lado, recibieron más luz y se alejaron más, generando las sombras más claras del retrato.
"Si queremos 'pintar' un trazo blanco, donde las bacterias son la pintura, necesitamos disminuir la velocidad de las bacterias disminuyendo localmente la intensidad de la luz en esa región para que las bacterias se ralenticen y se acumulen allí", coautor del estudio Roberto Di Leonardo, físico también de la Universidad de Roma, le cuenta a Furness de Digital Trends.
Una versión acelerada del lapso de tiempo (Frangipane et al) Aunque la E. coli produjo una interpretación reconocible de la pintura de Da Vinci, la bacteria experimentó respuestas tardías a las variaciones de luz, lo que llevó a que la imagen final se volviera borrosa, según un comunicado de prensa. Para rectificar este problema, el equipo estableció su proyección en un ciclo de 20 segundos, lo que les permitió comparar continuamente las formaciones bacterianas con el resultado deseado. El resultado: una capa celular bacteriana "fotocinética" capaz de producir réplicas casi perfectas de imágenes en blanco y negro.
Además de recrear la "Mona Lisa", los investigadores guiaron a la E. coli en un retrato transformador que se transformó de una imagen de Albert Einstein a la de Charles Darwin en solo cinco minutos.
Si bien estas hazañas artísticas son impresionantes, Di Leonardo señala que no son el objetivo final de la investigación del equipo: en cambio, los científicos esperan utilizar bacterias genéticamente modificadas como bloques de construcción microscópicos.
"En aplicaciones de física e ingeniería, estas bacterias podrían usarse como material biodegradable para la impresión óptica 3D de microestructuras submilimétricas", explica Di Leonardo a Furness. "Por otro lado, el control dinámico de las bacterias podría explotarse para aplicaciones biomédicas in vitro para aislar, clasificar y transportar células más grandes con fines de análisis o diagnóstico a nivel de células individuales dentro de laboratorios miniaturizados".
