Ученые синхронизировали движение бактерий

Исследователи из Делфтского технического университета (TU Delft) обнаружили, что бактерии E. coli могут синхронизировать свои движения, создавая порядок в кажущихся хаотичными биологических системах. Команда наблюдала скоординированное движение, улавливая отдельные бактерии в микроскопических круглых полостях и соединяя эти полости узкими каналами. Результаты работы, имеющие потенциал для создания управляемых сетей биологических осцилляторов, опубликованы в журнале Small.

Синхронизированное движение

Команда профессора Фарбода Алиджани вместе с профессором Сеесом Деккером и спин-оффом TU Delft SoundCell использовала точно сконструированные микрополости, которые улавливают отдельные клетки E. coli из общей популяции. Внутри этих круглых полостей бактерии начали демонстрировать вращательное движение, подобное маятникам часов. Соединив две такие полости крошечным каналом, исследователи наблюдали, что через некоторое время две бактерии начали синхронизировать свои движения.

«Эта синхронизация происходит из-за гидродинамических взаимодействий, вызванных движением бактерий в связанной системе», — поясняет Алиджани. Команда измерила силу этой связи и обнаружила, что скоординированное движение бактерий подчиняется универсальным математическим правилам синхронизации.

К сети скоординированного движения

Результаты открывают путь для создания микроинструментов, способных вызывать контролируемые колебания и синхронизацию в бактериальных системах. Такие инструменты помогут ученым изучать подвижность и координацию бактерий в ограниченной среде.

Сейчас команда исследует более сложные системы, соединяя несколько полостей для создания сетей синхронизированных бактерий.

Возможности для скрининга лекарств

Хотя исследование носит фундаментальный характер, его потенциальные приложения широки. «Это может даже обеспечить новый подход к скринингу лекарств, например, путем измерения изменений потока жидкости и сил, вызванных движением бактерий до и после введения антибиотиков», — предполагает Алиджани.

Исследование было вдохновлено более ранней работой, в которой команда Алиджани впервые в мире записала звук одиночной бактерии с помощью графеновой мембраны.