Группа биологов и инженеров из римского университета Ла Сапиенца и итальянского института нанотехнологий NANOTEC-CNR разрабоатала систему микромоторов, приводимую в движение генномодифицированными бактериями и управляемую светом.
Биологи заставили бактерии вращать микромоторчики
Бактерия E. Coli перемещается, шевеля длинными жгутиками.

Капли раствора, в которой плавают тысячи бактерий E. coli достаточно, чтобы запустить группу микромоторов. Бактерии заплывают в камер, играющие роль лопастей микромоторов (на каждый — по 15 камер) и толкают их, как вода — лопасти мельничного колеса. Зубчатые колёса передают движение от одного мотора к другому.

В центре — камеры, куда заплывают бактерии E. Coli. Упираясь в стенку камеры, бактерии давят на неё и приводят колесо в движение. Зубчатая передача передаёт вращение на соседние моторы.

Для систем из нескольких микромоторов важно, чтобы все они двигались с одной скоростью. Этим занимается система освещения с алгоритмом, который обрабатывает данные о скорости вращения каждого микромотора и каждые 10 секунд подсвечивает те моторчики, которые крутятся медленнее других. Учёные добавили в геном бактерий E. coli гены, кодирующие трансмембранный белок протеородопсин, который активируется светом. Поглощая фотон, белок активирует транспорт протонов через клеточную мембрану; попав в клетку, протоны вступают в биохимические реакции, в результате которых бактерия активнее шевелит жгутиками и плывёт быстрее.

Устройства, приводимые в движение такими механико-бактериальными системами, найдут применение в медицинских микророботах для адресной доставки лекарств или, например, в миниатюризированных лабораториях для сбора и сортировки клеток, считают авторы исследования.

Разработка описана в журнале Nature Communications.