Ученые уловили звуки, издаваемые движением одной бактерии

Низкоуровневый шум одной бактерии с помощью графеновой мембраны уловила команда исследователей из Делфтского технического университета, 19 апреля сообщает пресс-служба учебного заведения.

Ученые опубликовали результаты своей работы в статье «Исследование нанодвижения отдельных бактерий с помощью графеновых барабанов», опубликованной накануне журналом Nature Nanotechnology.

В ней они пояснили, что поскольку движение является одним из важнейших признаков жизнедеятельности организма, то его обнаружение продемонстрирует исследователю, жива ли бактерия или погибла, в том числе и при изучении воздействия антибиотиков.

Команда доктора Фарбода Алиджани, изучавшая основы механики графена, формы углерода, состоящей из одного слоя атомов, поставила перед собой задачу выяснить реакцию бактерии кишечной палочки на прилипание к такой поверхности.

Нанобиолог из этой группы Сиз Деккер рассказал: «То, что мы увидели, было поразительно! Когда одна бактерия прилипает к поверхности графенового барабана, она генерирует случайные колебания с амплитудой всего в несколько нанометров, которые мы могли обнаружить. Мы могли слышать звук единственной бактерии!»

Дальнейшие исследования помогли установить, что возникновение таких наноколебаний происходило из-за движения жгутиков, с помощью которых бактерии перемещаются.

«Чтобы понять, насколько крохотны эти удары жгутика по графену, стоит сказать, что они как минимум в 10 миллиардов раз меньше, чем движение боксера при ударе по боксерской груше. Тем не менее эти наноразмерные биты можно преобразовать в звуковые дорожки и слушать», — рассказал Алиджани.

Выполненное исследование важно для выявления устойчивости бактерий к антибиотикам, отмечают авторы статьи, так как результаты эксперимента однозначно показали: если бактерии были устойчивы к антибиотику, колебания продолжались на том же уровне. В противном случае их количество резко сокращалось в пределах одного-двух в часов и затем они полностью исчезали.

Благодаря высокой чувствительности графеновых барабанов это явление можно обнаружить, используя всего одну клетку.

В будущем исследователи намерены оптимизировать платформу выявления движения бактерий и проверить ее на различных патогенных образцах, чтобы ее можно было использовать в качестве эффективного диагностического инструментария для быстрого выявления устойчивости к антибиотикам в клинической практике.