汚染されたレタスおよび潜在的に生命を脅かす感染症との関連にもかかわらず、大腸菌の大腸菌株は通常無害であり、驚くほど多用途です。 Ryan F. MandelbaumがGizmodoに報告しているように、イタリアの研究者チームは最近、大腸菌の水泳スキル（細菌はたった1秒で長さの10倍の距離を走ることができる）を活用して、世界で最も有名な作品のミリ単位のレプリカを作成しましたアート、レオナルド・ダ・ヴィンチの「モナ・リザ」。
eLifeで新たに詳述された科学者の研究は、大腸菌の鞭毛または尾部を中心に展開しています。 この非常に小さなモーターが細菌の動きを推進し、細菌が明確なパターンを形成できるようにし、プロテオロドプシンと呼ばれる光感受性タンパク質の助けを借りて制御できます。
このタンパク質は通常、海洋に生息する細菌に見られますが、Digital TrendsのDyllan Furnessは、チームが遺伝子工学を使用して大腸菌や他の細菌株に導入したと書いています。 泳ぎに燃料を供給するために酸素に依存しなくなったため、これらの改変されたバクテリアは動きをガイドするために光に見えました。
「群衆や交通渋滞に遭遇したときに歩行速度を落とす歩行者のように、遊泳するバクテリアは、速い地域よりも遅い地域でより多くの時間を費やします」と、大学の物理学者であるGiacomo Frangipaneイタリアのローマは声明でこう述べた。「この現象を利用して、光を使ってバクテリアの集中を形作ることができるかどうか確かめたかった」
ミニ「モナリザ」を作成するために、研究者はルネサンスの傑作のネガティブなイメージをバクテリアを収容する「ステージ」に投影しました。 GizmodoのMandelbaumによると、動きの遅い大腸菌は光の少ない場所に群がり、互いに混み合い、最終的な肖像画の暗い領域として現れる密なパターンを生成します。 一方、動きの速いバクテリアはより多くの光を受けて遠くに移動し、ポートレートのより明るい色合いを生み出しました。
「バクテリアがペイントである白いストロークを「ペイント」したい場合、バクテリアが減速してそこに蓄積するように、その領域の光の強度を局所的に低下させることにより、バクテリアの速度を下げる必要があります」ローマ大学の物理学者でもあるレオナルドは、デジタルトレンドのファーネスについて語っています。
タイムラプスの高速バージョン（フランジパネ他） 大腸菌はダ・ヴィンチの絵画の認識可能な表現を生み出しましたが、細菌は光の変化に対する反応の遅れを経験し、プレスリリースによると、最終画像がぼやけることになりました。 この問題を修正するために、チームは20秒間のループに投影を設定し、細菌の形成を望ましい結果と継続的に比較できるようにしました。 その結果、白黒画像のほぼ完全な複製を作成できる「光運動」細菌細胞層。
「モナリザ」の再現に加えて、研究者たちは大腸菌をわずか5分でアルバート・アインシュタインの姿からチャールズ・ダーウィンの姿へと変貌する顔を変える肖像画に導きました。
これらの芸術的エクスプロイトは印象的ですが、ディレオナルドはチームの研究の最終目標ではないことを指摘しています。
「物理学および工学の用途では、これらの細菌はサブミリメートルの微細構造の光学3D印刷用の生分解性材料として使用できます」とディ・レオナルドはファーネスに説明します。 「一方で、細菌の動的制御は、小型化された研究所内の単一細胞レベルでの分析または診断目的のために、より大きな細胞を分離、選別、および輸送するための生体外生物医学用途に活用できます。」
