Таинственный мир микроорганизмов, живущих в водной среде, недавно пополнился еще одним видом обитателей - синтетическими биороботами, способными к самостоятельному передвижению. Эти биороботы, разработанные группой исследователей из университета Иллинойса, возглавляемой профессором Тахером Сэйфом (Taher Saif), плавают при помощи движений своего длинного хвоста, подобно тому, как передвигаются сперматозоиды, и, благодаря этому, могут перемещаться не только в воде, но и в любой жидкости, имеющей достаточно высокое значение плотности и вязкости.
"В распоряжении микроорганизмов имеется целый свой мир, на который мы можем взглянуть только через микроскоп" - рассказывает профессор Тахер Сэйф, - "Теперь, благодаря нашим биороботам, мы не только можем наблюдать за этим микромиром, но и оказывать влияние на происходящие там события. И это является первым случаем в истории науки, когда специально спроектированная синтетическая система сможет выполнять набор определенных действий в мире микроорганизмов".
Структура биороботов является почти точной копией строения жгутиковых микроорганизмов, микроорганизмов, имеющих длинные "хвосты" за счет которых они передвигаются в жидкой окружающей среде. Создание биоробота начинается с изготовления частей его тела из гибкого полимерного материала. Тело и жгутик биоробота создаются по отдельности и затем скрепляются при помощи определенного не очень сложного метода.
Но самый главный фокус заключается в том, что затем в точке сочленения тела биоробота и его жгутика выращивается колония клеток ткани сердечной мышцы. По мере роста эти клетки самовыравниваются, синхронизируются и при достижении этой "колонией" определенной величины они начинают самопроизвольно сокращаться. Сокращение этих клеток приводит к изгибанию тонкого жгутика, который начинает совершать поступательные движения, которые толкают вперед всего биоробота. Максимальная скорость, которую может развить такой биоробот в воде, составляет 81 микрон в секунду.
Исследовательская группа также создала "двухсторонних" биороботов, на жгутиках которых выращены две колонии клеток сердечной мышцы с разных сторон и на определенном расстоянии друг от друга. Мощность такого "биодвигателя" существенно больше мощности одной колонии клеток, что позволяет биороботу передвигаться с более высокой скоростью. Также исследователи работают в направлении создания биороботов, имеющих несколько жгутиков, и если будут найдены способы управления движениями отдельно взятых жгутиков, то такие биороботы смогут не только двигаться в одном направлении, но и совершать сложные маневры, что обеспечит им широкую область применения в медицине, биомедицине и в экологическом контроле.
Источник