Care este motivul pentru care cercetătorii au „tatuat” tardigrade?

O nouă tehnică le-a permis cercetătorilor să „tatueze” modele pe micile corpuri ale tardigradelor vii. Care este motivul pentru care cercetătorii au „tatuat” tardigrade?

Care este motivul pentru care cercetătorii au „tatuat” tardigrade? Scopul nu a fost să le facă și mai „cool” decât sunt deja, ci să deschidă drumul către crearea unor dispozitive biocompatibile la scară microscopică, precum senzori, circuite integrate și chiar roboți vii la nivel nano.

• Ceva ascuns adânc sub suprafața exoplanetelor le-ar putea proteja de radiația cosmică
• Cum de unele stele din centrul galactic supraviețuiesc, iar altele sunt distruse?

Totodată, procesul scoate la iveală, încă o dată, uimitoarea rezistență a acestor creaturi microscopice: unele dintre ele, dar nu toate, i-au supraviețuit procedurii, plimbându-se apoi nonșalant cu tatuaje fine, ca niște mici rebeli ai științei.

Motivul pentru care cercetătorii au „tatuat” tardigrade

„Prin această tehnologie, nu ne limităm la a crea micro-tatuaje pe tardigrade. Extindem această capacitate și către alte organisme vii, inclusiv bacterii”, explică inginerul optician Ding Zhao, de la Universitatea Tehnică a Danemarcei.

Capacitatea de a grava modele pe obiecte și suprafețe la scară nano este esențială pentru dezvoltarea nanotehnologiei. Deși s-au făcut progrese semnificative în adaptarea tehnologiilor existente pentru ingineria materialelor la scară redusă, aplicarea acestor modele pe organisme vii atât de mici rămâne o provocare, scrie Science Alert.

Pentru a „tatua” o tardigradă, Zhao și echipa sa au adaptat o tehnică numită „litografie cu gheață”, o variantă a litografiei cu fascicul de electroni, unde un fascicul este proiectat asupra unei suprafețe pentru a grava modele extrem de fine.

Pe suprafețele foarte sensibile, această tehnică poate provoca daune sau contaminare. Cercetătorii au descoperit că o peliculă foarte subțire de gheață aplicată între fascicul și suprafață protejează materialul, permițând gravarea la o rezoluție mai mică de 20 de nanometri.

În comparație, un fir de păr uman are între 80.000 și 100.000 de nanometri în diametru. O tardigradă poate ajunge până la 500.000 de nanometri.

Cercetătorii au „tatuat” tardigrade. Cum au rezistat tatuajele?

Tardigradele sunt celebre pentru rezistența lor aproape indestructibilă, mai ales datorită stării de „tun”, o formă de criptobioză în care corpul se deshidratează complet și metabolismul este suspendat. În această stare, pot supraviețui în condiții extreme, de la înghețuri la temperaturi ridicate.

Echipa lui Zhao a indus această stare de criptobioză în tardigradele folosite. Fiecare tardigradă a fost procesată individual, pentru a limita expunerea la condițiile experimentale. Ființa a fost așezată pe o hârtie specială din carbon într-o cameră vidată, răcită la -143°C.

Peste tardigradă s-a aplicat un strat de anisol (un lichid incolor cu miros de anason), care a format pelicula protectoare de gheață. Fasciculul de electroni a reacționat cu anisolul, generând un compus nou care s-a fixat de pielea tardigradei.

După ce animalul s-a încălzit în cameră, modelul gravat a rămas intact, cu detalii de până la 72 de nanometri. Apoi, fiecare tardigradă a fost rehidratată și s-a încercat reanimarea ei. Aproximativ 40% au supraviețuit și s-au mișcat normal, purtându-și tatuajele fără probleme. Marcajele au rămas vizibile chiar și după întinderi, spălări și uscări repetate.

Un progres în domeniul senzorilor

„Am demonstrat cu succes fabricarea in situ a micro- și nano-modelelor pe organisme vii folosind litografie cu gheață”, scriu cercetătorii în studiu.

Tardigradele au o toleranță la stres greu de egalat, alte organisme probabil nu i-ar rezista acestui proces. Însă cercetarea este doar un început. Acum că tehnica s-a dovedit posibilă, urmează rafinarea ei pentru a crește rata de supraviețuire.

„Pe lângă tardigrade, abordarea noastră ar putea fi aplicabilă și la alte organisme rezistente la stres sau care pot fi crioprezervate. Ne așteptăm ca integrarea mai multor tehnici de micro- și nano-fabricație cu sisteme biologice la scară micro/nano să accelereze dezvoltarea în domenii precum senzorii microbieni, dispozitivele biomimetice și microroboții vii”, concluzionează echipa.

Studiul a fost publicat în revista Nano Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Un studiu alarmant a dezvăluit substanțele toxice din pasta de dinți

O singură injecție pare să prevină aproape toate reacțiile alergice

Guvernul american amenință jurnalele științifice

Un studiu revoluționar a descoperit cum învață creierul