Cientistas criaram esta imagem da Mona Lisa usando bactérias E. coli geneticamente modificadas. Os pesquisadores italianos não estavam apenas brincando com bactérias por diversão. Em vez disso, eles estavam tentando unir diferentes atributos para poder controlar grandes populações de bactérias — para talvez um dia construir dispositivos de transporte microscópicos ou até mesmo fazer impressão em 3D usando bactérias.

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“Acho que é uma prova interessante do conceito de possivelmente usar bactérias como tijolos para construir estruturas na microescala de forma barata e fácil”, disse o autor do estudo, Roberto Di Leonardo, da Universidade de Roma “La Sapienza”, ao Gizmodo.

As bactérias mudando de uma imagem de Einstein para uma imagem de Darwin. Esse gif foi acelerado; o tempo real foi cinco minutos. GIF: Frangipane et al (eLife 2018)

A evolução produziu várias estratégias de sobrevivência legais, mas todos esses traços não aparecem no mesmo organismo. Você sabe, peixes são meio burros, mas eles conseguem respirar debaixo d’água, enquanto os humanos são menos burros, mas, infelizmente, suscetíveis ao afogamento. Nesse caso, os pesquisadores estavam interessados em unir a proteína sensível à luz proteorodopsina — basicamente, um painel solar para células — com o flagelo da E. coli, um minúsculo motor de cauda. Eles esperavam criar um sistema em que quanto mais luz uma bateria recebia, mais rapidamente sua cauda se moveria.

Os pesquisadores emendaram o gene produtor de proteorodopsina às bactérias. Então, eles substituíram a lente de um projetor por uma de microscópio para projetar imagens em um palco que continha as bactérias, dois micrômetros por pixel. Os pesquisadores sabiam que bactérias de movimento mais lento recebendo menos luz se juntariam, enquanto as de movimento mais rápido recebendo mais luz se separariam ainda mais. Os padrões de aglomeração criariam a imagem resultante, em que regiões de mais bactérias apareciam brancas e regiões de menos bactérias apareciam pretas. Os pesquisadores reluziram os negativos para criar as imagens.

Ainda havia alguns problemas, segundo o artigo —as bactérias demoravam para mudar de posições, e as imagens saíam difusas. Então, os pesquisadores configuraram um loop de feedback em que, a cada 20 segundos, as posições bacterianas eram comparadas à imagem final desejada. Lugares em que as bactérias se acumulavam em excesso foram clareadas para acelerar e espalhar as bactérias, e os lugares em que as bactérias se acumulavam muito pouco foram escurecidos para desacelerar as bactérias e causar mais aglomeração.

O padrão de luz antes (à esquerda) e depois (à direita) das correções. Imagem: Frangipane et al (eLife 2018)

Os pesquisadores apontaram que existem outros sistemas passivos em que bactérias modificadas geneticamente seletivamente aderem a superfícies. Mas, com o movimento, as bactérias presumem suas posições mais rapidamente.

Christina Agapakis, diretora criativa da Ginkgo Bioworks que não esteve envolvida no estudo, ficou impressionada com o trabalho. “Isso é demais”, ela falou ao Gizmodo.

Algum dia as bactérias reativas à luz irão alimentar máquinas microscópicas ou se tornar tijolos funcionais vivos e impressos em 3D? Só o tempo vai dizer. Mas, por ora, elas estão recriando a Mona Lisa.

[eLife]

Imagem do topo: Frangipane et al (eLife 2018)