Эти неуклюжие восьминогие существа, прозванные водяными медведями, имеют длину около половины миллиметра и могут выжить практически в любых условиях: при низких температурах, при почти полном голодании, при высоком давлении, при воздействии радиации, в открытом космосе и т. д. Исследователи, работающие в журнале Nano Letters, воспользовались практически неуязвимой природой тихоходок и нанесли этим созданиям крошечные «татуировки», чтобы протестировать технологию микропроизводства для создания микроскопических биосовместимых устройств.
«Благодаря этой технологии мы не просто создаем микротатуировки на тихоходках — мы распространяем эту возможность на различные живые организмы, включая бактерии», — объясняет соавтор исследования Дин Чжао.
Микропроизводство произвело революцию в электронике и фотонике, создав микро- и наномасштабные устройства, начиная от микропроцессоров и солнечных элементов и заканчивая биосенсорами, которые обнаруживают загрязнение пищевых продуктов или раковые клетки. Но эта технология также может продвинуть вперед медицину и биомедицинскую инженерию, если исследователи смогут адаптировать методы микропроизводства, чтобы сделать их совместимыми с биологической сферой.
Итак, Чжао, Минь Цю и коллеги использовали процесс, который вырезает узор электронным лучом на тонком слое льда, покрывающем живую ткань, называемый ледяной литографией, оставляя после себя рисунок, когда оставшийся лед сублимируется. И какое существо лучше подходит для заморозки, покрытия льдом, а затем воздействия электронного луча, чем почти неуязвимая тихоходка?
Команда перевела тихоходок в криптобиотическое состояние (своего рода полумертвое, анабиотическое состояние), медленно обезвоживая микроскопических животных. Затем исследователи поместили отдельную тихоходку на углеродно-композитную бумагу, охладили лист до температуры ниже -143°C и покрыли водяного медведя защитным слоем анизола — органического соединения, которое пахнет анисом. Замороженный анизол защищал поверхность тихоходки от сфокусированного электронного луча, пока она рисовала узор.
Под воздействием луча анизол вступил в реакцию и образовал новое биосовместимое химическое соединение, которое прилипло к поверхности тихоходки при более высоких температурах. Когда тихоходка нагрелась до комнатной температуры в вакууме, любой не прореагировавший замороженный анизол сублимировался и оставил после себя рисунок прореагировавшего анизола. Наконец, исследователи регидратировали и оживили тихоходку, которая затем щеголяла новой татуировкой.
Точность этой техники позволила команде создать множество микрорисунков: квадраты, точки и линии шириной до 72 нанометров и даже логотип университета. Около 40% тихоходок пережили процедуру, и исследователи говорят, что это можно улучшить с помощью дальнейшей тонкой настройки. Самое главное, что тихоходки, похоже, не возражали против своих новых татуировок: после регидратации они не показали никаких изменений в поведении. Эти результаты показывают, что эта техника может быть пригодна для печати микроэлектроники или датчиков на живой ткани.
Гэвин Кинг, исследователь, которому приписывают изобретение метода ледяной литографии, но который не принимал участия в этом исследовании, заключает: «Создание моделей живой материи — сложная задача, и этот прогресс предвещает появление нового поколения биоматериальных устройств и биофизических датчиков, которые ранее присутствовали только в научной фантастике».
Чжао и Цю надеются, что после этого первого шага их работа сможет способствовать таким достижениям, как создание микробных киборгов и других биомедицинских приложений в будущем.
Ношение обуви объясняет, почему у людей ступни изящнее, чем у неандертальцев
У неандертальцев были более крепкие пяточные кости, чем у нас, и хотя генетика, вероятно, объясняет большую часть этого различия, факторы современного образа жизни могут быть, по крайней мере частично, ответственны…
Земные микробы могут выживать в скрытых полостях на Луне
Исследование НАСА показало, что в затененных областях вблизи южного полюса Луны достаточно холодно, чтобы микробы, переносимые человеком, могли оставаться живыми в течение недели. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science…
Шмели могут заниматься самолечением, когда их колония сталкивается с патогеном
В новом исследовании, опубликованном в журнале Royal Society Open Science, шмели-бурохвостые (Bombus terrestris), подвергшиеся воздействию грибка, убивающего расплод, изменили свои пищевые привычки, переключившись на нектар, содержащий природное антимикробное соединение. Это…
МО: за ночь над регионами России сбили 494 украинских БПЛА
Российские средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили над регионами РФ, а также над акваториями Черного и Азовского морей 494 украинских БПЛА. Об этом сообщили в Минобороны России.…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ погибли три человека
Вооруженные силы Украины (ВСУ) атаковали территорию Белгородской области 138 раз за минувшие сутки. В результате атак 3 мирных жителя погибли, еще 35 человек получили ранения, сообщил врио губернатора региона Александр…
Слюсарь: в Ростовской области при атаке украинского БПЛА пострадала женщина
Женщина пострадала во время отражения атаки БПЛА ВСУ в Миллеровском районе Ростовской области. Об этом сообщил губернатор региона Юрий Слюсарь. "По уточненной информации, в ходе отражения воздушной атаки БПЛА в…
30 августа 1943 года советские войска освободили Таганрог
30 августа 1943 года советские войска освободили Таганрог, закончив 683-дневную оккупацию города. На...
Африканская саванна существовала на миллионы лет раньше, чем предполагалось
Древние океанические отложения показывают, что открытые травянистые равнины Африки начали формироват...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".