Тихоходкам набили «татуировки». Выжили не все. Ради чего страдали крошечные существа?

Тихоходки — микроскопические беспозвоночные, знаменитые своей «неубиваемостью». Эти неуклюжие восьминогие существа, прозванные водяными медведями, могут выжить практически в любых условиях: при низких температурах, при почти полном отсутствии пищи, при высоком давлении, при воздействии радиации, в открытом космосе и так далее.

Китайские исследователи, статья которых опубликована в журнале Nano Letters, воспользовались практически неуязвимой природой тихоходок и набили этим созданиям крошечные «татуировки».

Зачем тихоходкам «тату»?

Это было сделано, чтобы протестировать технологию микропроизводства — создания микро- и наноразмерных биосовместимых устройств, то есть таких, в которых задействованы живые организмы, например бактерии. Такие устройства — от микропроцессоров и солнечных батарей до биосенсоров, которые способны обнаруживать загрязнение в пище или выявлять раковые клетки, — могут произвести революцию в электронике, медицине и биомедицинской инженерии. Однако ученые пока плохо понимают, как адаптировать методы микропроизводства таким образом, чтобы они не убивали живых существ.

В эксперименте с тихоходками исследователи воспользовались методом ледяной литографии — речь идет о процессе, в ходе которого с помощью электронного луча на тонком слое льда, покрывающего живую ткань, вырезается узор, который остается в виде рисунка, когда лед испаряется.

Как наносили рисунки на тела тихоходок

Ученые, постепенно обезвоживая тихоходок, ввели их в криптобиотическое состояние, когда их жизнедеятельность приостановилась. Затем каждую отдельную тихоходку охладили до температуры -143 °C и покрыли защитным ледяным слоем замерзшего анизола (органического соединения). Этот ледяной покров защищал кожу микроскопического животного от сфокусированного электронного пучка, пока тот рисовал на ней узор в камере электронного микроскопа.

Под воздействием электронного луча анизол превращался в новое биосовместимое химическое соединение, которое «прилипало» к коже тихоходки и оставалось на ней в виде «татуировки», когда животное постепенно нагревали до комнатной температуры. Не прореагировавший замороженный анизол при этом испарялся. Точность этой техники позволила команде создать на тихоходках множество микрорисунков: квадраты, точки, линии шириной до 72 нанометров и даже логотип университета.

В завершение процесса тихоходок помещали в водную питательную среду, чтобы они ожили. Однако получилось это не у всех — процедуру пережили лишь около 40% тихоходок. Правда, те, кому повезло, после оживления вели себя точно так же, как и прежде. Ученые, впрочем, уверены, что в дальнейшем, более тщательно подходя к процессу заморозки, процент выживаемости животных можно будет повысить.

Исследователи рассчитывают, что эту технологию можно будет использовать для нанесения на тихоходок не только «микротатуировок», но и элементов микроэлектроники или сенсоров. Кроме того, в планах ученых — создание «микрокиборгов» из других морозоустойчивых микроорганизмов, включая бактерии.

Нам кажется, тихоходки-киборги будут отличными напарниками роботараканам.