Sciencemag.cz
Doporučujeme
Napadla vás někdy otázka, zda bakterie vydávají zvuky? Kdyby tomu tak bylo a my bychom dokázali tyto zvuky (jistěže velmi slabé) zachytit, odlišili bychom tím živého bacila od mrtvého. Takže po aplikaci antibiotika bychom ze zvukového záznamu také poznali, zda bakterie před námi je/jsou rezistentní… Právě to nyní provedli vědci z TU Delft – pomocí grafenu se jim podařilo detekovat zvuk jediné bakterie.
Farbod Alijani a jeho kolegové se původně zabývali mechanikou grafenu. Při vlastních experimentech s bakteriemi začali s běžnou Escherichia coli. Zjistili, že když i jediná bakterie přilne k povrchu grafenové blány, generuje náhodné oscilace s amplitudami o velikosti pouhých několika nanometrů, které lze detekovat. Slyšeli tak zvuk jediné bakterie.
Extrémně malé oscilace jsou výsledkem biologických procesů bakterií, přičemž hlavní roli v tom hrají bičíky buňky. Údery bičíků na grafen jsou podle autorů výzkumu nejméně 10 miliardkrát slabší než rána boxera do boxovacího pytle.
Výzkum má mít význam především pro detekci rezistence vůči antibiotikům. Pokud bakterie byly vůči antibiotiku rezistentní, oscilace prostě pokračovaly na stejné úrovni. Když se naopak jednalo o bakterie na lék citlivé, zvuky zeslábly asi po hodině až dvou a posléze zcela utichly. Díky vysoké citlivosti grafenových „bubínků“ šlo takto sledovat i jedinou bakteriální buňku. Autoři výzkumu dále plánují otestovat svou metodu na různých vzorcích patogenních bakterií a doufají, že vyvinou diagnostický nástroj pro rychlou detekci rezistence na antibiotika použitelný v klinické praxi.
Farbod Alijani, Probing nanomotion of single bacteria with graphene drums, Nature Nanotechnology (2022). DOI: 10.1038/s41565-022-01111-6. www.nature.com/articles/s41565-022-01111-6
Zdroj: Delft University of Technology / Phys.org
