Jak brzmią bakterie? Nowe badania odpowiada na to pytanie i rozwiązuje kilka zagadek
Bakterie potrafią robić wiele ciekawych rzeczy. Mogą rozkładać ropę naftową i plastik, zjadać metal, zmniejszać guzy, a nawet kontrolować roboty.
Sekretne życie bakterii
Wciąż jednak nie wiemy wielu rzeczy o bakteriach. Czy drobnoustroje wydają jakieś dźwięki? Biorąc pod uwagę ich rozmiar, można pomyśleć, że bakterie zasadniczo milczą. Naukowcy postanowili jednak rozwikłać tę zagadkę.
W nowym badaniu opublikowanym w Nature Nanotechnology po raz pierwszy uchwycono dźwięki bakterii. Nagranie ujawnia ciche dudnienie kolonii, co może być ogromnym przełomem w wykrywaniu antybiotykooporności.
Dźwięki drobnoustrojów
Do wychwycenia subtelnych dźwięków Escherichia coli wykorzystano ultracienkie bębny grafenowe. Aby usłyszeć te dźwięki, zespół potrzebował niezwykle czułego instrumentu – ponieważ bakterie są tak małe, tradycyjne metody nagrywania nie wystarczą.
Skuteczny okazał się grafen, który składa się z pojedynczej warstwy atomów węgla i dobrze przewodzi dźwięk i elektryczność. Czasem nazywany jest cudownym materiałem, gdyż jest niebywale mocny, a jednocześnie wrażliwy na siły zewnętrzne.
To, co zobaczyliśmy, było uderzające! Kiedy pojedyncza bakteria przylega do powierzchni bębna grafenowego, generuje losowe oscylacje o amplitudach tak niskich, jak kilka nanometrów, które moglibyśmy wykryć. Słyszeliśmy dźwięk pojedynczej bakterii! – powiedział profesor Cees Dekker z Delft University
Antybiotykooporność
Dzięki tej wrażliwości zespół wychwycił najmniejsze wibracje pojedynczych bakterii E. coli. Uważa się, że uderzenia są wynikiem procesów biologicznych bakterii, w szczególności ruchu ich wici, które napędzają je do przodu.
Autorzy zbadali również, w jaki sposób antybiotyki mogą wpływać na tę „muzykę” drobnoustrojów. Gdy bakterie są zabijane, nie wydają już dźwięku. Kiedy E. coli były wrażliwe na antybiotyk, maleńka kakofonia ustępowała w ciągu godziny lub dwóch od ekspozycji.
Jednak gdy bakterie były oporne na lek, dźwięki trwały w najlepsze. Uderzenia te można zatem wykorzystać do sprawdzenia, czy bakterie są żywe oraz do określenia, czy nabyły antybiotykooporność.