Nie przekraczają 1,2 mm długości. Naukowcy "tatuują" niesporczaki
Mikrofabrykacja, czyli tworzenie mikroskopijnych i nanoskowych struktur, od dawna budzi ogromne zainteresowanie w dziedzinie elektroniki, fotoniki i inżynierii biomedycznej. Jednak zanim będzie można stosować te techniki na żywych organizmach, naukowcy muszą opracować biologicznie kompatybilne metody. Chiński zespół badawczy zrobił w tym kierunku nietypowy, ale obiecujący krok, poprzez... tatuowanie niesporczaków.
Niesporczaki, zwane też "niedźwiedziami wodnymi", to mikroskopijne stworzenia o wielkości 0,1-1,2 mm, zdolne do przetrwania w ekstremalnych warunkach, które byłyby nie do zniesienia dla większości organizmów. Ich zdolność do wytrzymania głębokiego zamrożenia, wysokiego ciśnienia, próżni kosmicznej czy promieniowania (mogą znosić dawki promieniowania niemal 1000 razy wyższe niż poziom śmiertelny dla ludzi!) sprawiła, że stały się obiektem licznych badań nad odpornością biologiczną.
Litografia lodowa, czyli jak "wytatuowano" niesporczaki
W pracy opublikowanej w czasopiśmie Nano Letters badacze opisują jedno z najnowszych, które obejmowało proces "tatuowania" niesporczaków przy użyciu zaawansowanej techniki zwanej litografią lodową. Procedura była niezwykle złożona, ponieważ najpierw niesporczaki zostały odwodnione i wprowadzone w stan kryptobiozy, a następnie umieszczono je na powierzchniach schłodzonych poniżej -143°C i pokryto cienką warstwą anizolu - organicznego związku o zapachu anyżu.
W końcu skupiona wiązka elektronów narysowała na zamrożonym anizolu mikroskopijne wzory: kwadraty, linie, kropki, a nawet logo uniwersytetu. Na skutek oddziaływania z wiązką elektronów, anizol przekształcił się w nowy związek chemiczny, trwale przylegający do powierzchni niesporczaka. Po powolnym podgrzaniu do temperatury pokojowej, nieprzekształcony anizol sublimował, a na ciele niesporczaka pozostał wyłącznie naniesiony wzór.
Możliwe zastosowania: od leczenia chorób po eksplorację kosmosu
Na końcu niesporczaki zostały rehydratowane, ok. 40 proc. z nich przeżyło cały proces (wynik ten można zdaniem naukowców poprawić poprzez dalsze udoskonalenie techniki), a mikrotatuaże nie wydają się wpływać negatywnie na ich funkcje życiowe. Badacze podkreślają, że technologia ta otwiera nowe możliwości w takich dziedzinach jak krioprezerwacja (długoterminowe przechowywanie żywych organizmów w niskich temperaturach), biomedycyna (rozwój biokompatybilnych mikroczujników i urządzeń) czy astrobiologia (badania nad możliwością życia w ekstremalnych warunkach kosmicznych).
Według współautora badań, Ding Zhao z Instytutu Optoelektroniki Westlake, dzięki tej technologii możliwe będzie również nanoszenie wzorów na inne organizmy, w tym bakterie. W perspektywie długoterminowej oznacza to możliwość tworzenia żywych mikrorobotów, czyli hybrydowych konstrukcji łączących komórki żywe z elementami syntetycznymi. Takie mikroorganizmy-cyborgi mogłyby w przyszłości dostarczać leki bezpośrednio do komórek lub monitorować i leczyć choroby od wewnątrz organizmu.
