Bilim

Geleceğin Laboratuvarları Yeni Bakteri Şekilleri İle Belirlenecek

Bilim adamları, eLife dergisindeki yeni bir araştırmaya göre, bakterilerin yüzme hızını kontrol etmek ve onları farklı şekiller oluşturmaya yönlendirmek için ışık düzenlerini kullandılar.

Bakterilerin bu şekilde kontrol edilmesi, gelecek nesil mikroskobik cihazların inşası için mikro yapı taşı olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Örneğin, bir makine parçası veya bir ilaç taşıyıcı gibi daha büyük bir nesneyi çevreleyecek ve daha sonra gerekli olduğu yerde taşımak için canlı pervaneler olarak kullanılabilirler.

Escherichia coli (E. coli) bakterilerinin fantastik yüzücüler olduğu bilinmektedir. Saniyede uzunluğunun on katı kadar bir mesafe taşıyabilirler. Motorla çalışan pervanelere sahipler. Ggenellikle bu motoru oksijene ihtiyaç duyan bir işlemle şarj ederler.

Son zamanlarda, bilim adamları, okyanus içinde yaşayan bakterilerde, pervanelerini ışık kullanarak güçlendirme olanağı veren bir protein (proteorhodopsin) buldular. Bu proteine sahip olan diğer bakteri türlerini geliştirerek, her bakteri hücresine bir ‘güneş paneli‘ yerleştirmek ve yüzme hızını ışıkla uzaktan kontrol etmek mümkündür.

Roma Üniversitesi Doktora Sonrası Bilim Adamı ve çalışmanın baş yazarlarından Giacomo Frangipane, “Kalabalığa ya da trafikte sıkışan arabalara çıktıklarında, yürüme hızlarını yavaşlatan yayalar gibi, yüzme bakterileri daha hızlı bölgelere göre daha hızlı bölgelere daha fazla zaman harcayacak,” diyor. “Bu fenomeni, ışık kullanarak bakteri konsantrasyonunu şekillendirip şekillendiremeyeceğimizi görmek için kullanmak istedik.”

Bunu yapmak için, Frangipane ve ekibi bir projektörden bir mikroskop lensi ile ışığı gönderdiler. Işığı yüksek çözünürlükle şekillendirdiler. E. coli bakterilerinin hızlarını değişen derecelerde aydınlatma ile bölgelerinde yüzerken nasıl değiştirdiklerini keşfettiler.

Fotokinetik

Mona Lisa‘nın negatif bir görüntüsünü daha açık bir ışık desenine maruz bırakmadan önce ışığı beş dakika boyunca bir bakteri hücresi tabakası üzerine eşit olarak yansıttılar. Bakterilerin, görüntünün karanlık bölgelerine yoğunlaştıkça, daha aydınlatılmış alanlardan uzaklaştıklarını gördüler. Dört dakika sonra, Leonardo da Vinci‘nin resminin tanınan bakteriyel bir kopyası görülebilirdi. Bu da birikmiş bakteriyel hücrelerinden oluşan daha parlak bölgelerdi.

Bakteriler tarafından oluşturulan şekil tanınabilmesine rağmen, ekip mühendisliği yapılan E. coli‘nin ışığın varyasyonlarına cevap vermede yavaş olduğunu bulmuştur. Bu da hedef şeklin bulanık bir oluşumuna yol açmıştır. Bunu düzeltmek için, bakteri şeklinin her 20 saniyede bir hedef görüntü ile karşılaştırıldığı bir geri bildirim kontrol döngüsü kullandılar. Işık modeli buna göre güncellendi.

Bu, hücre konsantrasyonunu çok daha yüksek doğrulukla şekillendiren en uygun ışık düzenini oluşturdu. Sonuç, karmaşık siyah-beyaz hedef görüntünün neredeyse mükemmel bir kopyasına dönüştürülebilen ‘fotokinetik’ bir bakteri hücre tabakasıdır.

Roma Üniversitesi Fizik Bölümü Doç. Roberto Di Leonardo, “Yüzme bakterilerinin süspansiyonunun, düşük güçte bir ışık projektörü kullanarak, yoğunluğu doğru, tersine çevrilebilir. Hızlı bir şekilde şekillendirilebilen yeni bir ışık kontrol edilebilir aktif madde sınıfına yol açabileceğini gösterdik” diyor.

“Daha ileri mühendislik ile, bakteriler, minyatür laboratuarlarda küçük biyolojik yüklerin taşınması için katı biyomekanik yapılar veya yeni mikro-cihazlar oluşturmak için kullanılabilir.”

Kaynak:
sciencedaily
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (2 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close