Bakterie są tak mikroskopijne, że trudno sobie wyobrazić wydawane przez nie dźwięki. Okazuje się jednak, iż możliwe jest ich podsłuchanie.

Na czele zespołu zajmującego się tym zadaniem stanął Farbod Alijani z Uniwersytetu Technicznego w Delft. Wraz ze współpracownikami wykorzystał on grafen do uwiecznienia dźwięków emitowanych przez pojedynczą bakterię. Artykuł w tej spawie ukazał się na łamach Nature Nanotechnology.

Początkowo autorzy mieli inny cel: poznanie podstaw mechaniki związanej z grafenem, jednak na pewnym etapie badań postanowili nieco zmienić zasady. Stwierdzili, iż sprawdzą, co się stanie w następstwie kontaktu grafenu z materią o biologicznym pochodzeniu. Grafen słynie ze swojej wytrzymałości oraz zdolności przewodzących. Poza tym, jest też niezwykle wrażliwy na działanie sił zewnętrznych.

Bakterie wydają dźwięki za sprawą swoich wici

W związku z tym Farbod Alijani rozpoczął współpracę z innymi grupami: nanobiologami kierowanymi przez Ceesa Dekkera oraz nanomechanikami pod zarządem Petera Steenekena. Dzięki wspólnym działaniom udało się przeprowadzić eksperymenty z wykorzystaniem bakterii E. coli. Przedstawiciele tego gatunku okazali się przylegiwać do powierzchni bębna grafenowego oraz generować losowe oscylacje o amplitudzie kilku nanometrów. Te ostatnie dało się wykryć, co oznaczało, iż badacze są w stanie usłyszeć dźwięk emitowane przez pojedynczą bakterię.

Wspomniane oscylacje są następstwem procesów biologicznych zachodzących u bakterii. Kluczową rolę w tym przypadku wydają się odgrywać tzw. wici, czyli organelle związane z ruchem. Oczywiście przemieszczanie wici jest niezwykle słabe: uderzenia tych organelli są co najmniej 10 miliardów razy słabsze niż ciosy boksera w worek treningowy. Mimo to naukowcom udało się je przekształcić w dźwięki, których możemy teraz posłuchać.

Wbrew pozorom wyniki badania dostarczają nie tylko ciekawostek naukowych, ale mogą mieć również ważne implikacje między innymi dla medycyny. Autorzy zauważyli bowiem, że jeśli bakterie były oporne na antybiotyk, ich oscylacje utrzymywały się na tym samym poziomie. Inne, bardziej wrażliwe na działanie tych środków, cechowały się natomiast występowaniem spadków drgań, które w pewnym momencie całkowicie zanikały. W przyszłości taka metoda mogłaby więc zostać wykorzystana do wykrywania oporności na antybiotyki.