Apesar de sua associação com alface contaminada e infecções potencialmente fatais, a bactéria Escherichia coli é geralmente inofensiva - e surpreendentemente versátil. Como Ryan F. Mandelbaum relata para o Gizmodo, uma equipe de pesquisadores italianos capitalizou recentemente as habilidades de natação de E. coli (as bactérias podem percorrer distâncias 10 vezes em apenas um segundo) para produzir uma réplica milimétrica do trabalho mais famoso do mundo. arte, "Mona Lisa" de Leonardo da Vinci.
A pesquisa dos cientistas, recém-detalhada em eLife, gira em torno do flagelo ou cauda de E. coli. Este motor minúsculo impulsiona o movimento das bactérias, permitindo-lhes formar padrões distintos e pode ser controlado com a ajuda de uma proteína sensível à luz chamada proteorodopsina.
Embora a proteína seja tipicamente encontrada em bactérias que vivem no oceano, Dyllan Furness, da Digital Trends, escreve que a equipe usou engenharia genética para introduzi-la em cepas de E. coli e outras bactérias. Não mais dependentes de oxigênio para alimentar seus banhos, essas bactérias modificadas pareciam iluminar para guiar seus movimentos.
"Assim como os pedestres que diminuem sua velocidade de andar quando encontram uma multidão, ou carros que estão presos no trânsito, as bactérias nadadoras passam mais tempo em regiões mais lentas do que nas mais rápidas", disse o autor Giacomo Frangipane, físico da Universidade de Roma, na Itália, disse em um comunicado: "Queríamos explorar esse fenômeno para ver se poderíamos moldar a concentração de bactérias usando a luz".
Para criar sua mini “Mona Lisa”, os pesquisadores projetaram uma imagem negativa da obra-prima da Renascença em um “palco” que abriga as bactérias. De acordo com o Mandelbaum do Gizmodo, a E. coli de movimento mais lento reunia-se em áreas que recebiam menos luz, amontoando-se umas nas outras e produzindo padrões densos que aparecem como as regiões mais escuras do retrato final. Bactérias mais rápidas, por outro lado, receberam mais luz e se afastaram, gerando as sombras mais claras do retrato.
"Se queremos 'pintar' um traço branco - onde a bactéria é a tinta - precisamos diminuir a velocidade das bactérias diminuindo localmente a intensidade da luz naquela região para que as bactérias diminuam e se acumulem lá", disse o co-autor Roberto Di. Leonardo, físico também da Universidade de Roma, conta à Furness, da Digital Trends.
Uma versão acelerada do timelapse (Frangipane et al) Embora a E. coli tenha produzido uma representação reconhecível da pintura de Da Vinci, as bactérias experimentaram respostas retardadas às variações de luz, fazendo com que a imagem final ficasse desfocada, de acordo com um comunicado de imprensa. Para corrigir esse problema, a equipe definiu sua projeção em um loop de 20 segundos, permitindo que eles comparassem continuamente as formações bacterianas ao resultado desejado. O resultado: uma camada de células bacterianas “fotocinéticas” capaz de produzir réplicas quase perfeitas de imagens em preto e branco.
Além de recriar a “Mona Lisa”, os pesquisadores guiaram a E. coli em um retrato que se transformou de uma imagem de Albert Einstein para Charles Darwin em apenas cinco minutos.
Embora essas façanhas artísticas sejam impressionantes, Di Leonardo observa que elas não são o objetivo final da pesquisa da equipe: em vez disso, os cientistas esperam utilizar bactérias geneticamente modificadas como blocos de construção microscópicos.
“Em aplicações de física e engenharia, essas bactérias poderiam ser usadas como um material biodegradável para impressão 3D óptica de microestruturas submilimétricas”, explica Di Leonardo à Furness. “Por outro lado, o controle dinâmico de bactérias poderia ser explorado para aplicações biomédicas in vitro para isolar, classificar e transportar células maiores para fins de análise ou diagnóstico no nível de célula única dentro de laboratórios miniaturizados.”
