Terlepas dari hubungannya dengan selada yang tercemar dan infeksi yang berpotensi mengancam jiwa, bakteri Escherichia coli biasanya tidak berbahaya — dan ternyata sangat serbaguna. Seperti yang dilaporkan Ryan F. Mandelbaum untuk Gizmodo, tim peneliti Italia baru-baru ini memanfaatkan keterampilan berenang E. coli (bakteri dapat berpacu melintasi jarak 10 kali panjangnya hanya dalam satu detik) untuk menghasilkan replika milimetrik dari karya paling terkenal di dunia dari seni, karya Leonardo da Vinci "Mona Lisa."
Penelitian para ilmuwan, yang baru dirinci dalam eLife, berputar di sekitar flagel E. coli, atau ekor. Motor yang sangat kecil ini mendorong pergerakan bakteri, memungkinkan mereka untuk membentuk pola yang berbeda, dan dapat dikontrol dengan bantuan protein peka cahaya yang disebut proteorhodopsin.
Meskipun protein ini biasanya ditemukan pada bakteri yang hidup di lautan, Dyllan Furness dari Digital Trends menulis bahwa tim menggunakan rekayasa genetika untuk memperkenalkannya pada E. coli dan strain bakteri lainnya. Tidak lagi bergantung pada oksigen untuk bahan bakar pakaian renang mereka, bakteri yang dimodifikasi ini tampak terang untuk memandu gerakan mereka.
"Sama seperti pejalan kaki yang memperlambat kecepatan berjalannya ketika mereka menghadapi kerumunan, atau mobil yang macet, bakteri berenang akan menghabiskan lebih banyak waktu di daerah yang lebih lambat daripada di yang lebih cepat, " kata penulis utama Giacomo Frangipane, seorang ahli fisika di Universitas Roma di Italia, mengatakan dalam sebuah pernyataan, "Kami ingin mengeksploitasi fenomena ini untuk melihat apakah kami dapat membentuk konsentrasi bakteri menggunakan cahaya."
Untuk membuat mini mereka "Mona Lisa, " para peneliti memproyeksikan gambar negatif dari karya Renaissance ke "panggung" perumahan bakteri. Menurut Mandelbaum dari Gizmodo, E. coli yang bergerak lebih lambat berbondong-bondong ke daerah-daerah yang menerima lebih sedikit cahaya, saling berkerumun dan menghasilkan pola-pola padat yang tampak sebagai daerah yang lebih gelap dari potret terakhir. Bakteri yang bergerak lebih cepat, di sisi lain, menerima lebih banyak cahaya dan bergerak lebih jauh, menghasilkan warna potret yang lebih terang.
“Jika kita ingin 'mengecat' stroke putih — di mana bakteri adalah catnya — kita perlu mengurangi kecepatan bakteri dengan secara lokal mengurangi intensitas cahaya di wilayah itu sehingga bakteri melambat dan menumpuk di sana, ” rekan penulis studi Roberto Di Leonardo, seorang ahli fisika juga di Universitas Roma, mengatakan pada Digital Trends 'Furness.
Versi mempercepat timelapse (Frangipane et al) Meskipun E. coli menghasilkan rendisi lukisan da Vinci yang dikenali, bakteri tersebut mengalami respons yang tertunda terhadap variasi cahaya, sehingga menyebabkan gambar akhir menjadi buram, menurut siaran pers. Untuk memperbaiki masalah ini, tim menetapkan proyeksi mereka pada loop 20 detik, memungkinkan mereka untuk terus membandingkan formasi bakteri dengan hasil yang diinginkan. Hasilnya: lapisan sel bakteri "fotokinetik" yang mampu menghasilkan replika gambar hitam-putih yang hampir sempurna.
Selain menciptakan kembali "Mona Lisa, " para peneliti memandu E. coli menjadi potret wajah-morphing yang berubah dari rupa Albert Einstein menjadi serupa dengan Charles Darwin hanya dalam lima menit.
Sementara eksploitasi artistik ini mengesankan, Di Leonardo mencatat bahwa itu bukan tujuan akhir dari penelitian tim: Alih-alih, para ilmuwan berharap untuk menggunakan bakteri yang dimodifikasi secara genetik sebagai blok bangunan mikroskopis.
"Dalam aplikasi fisika dan teknik, bakteri ini dapat digunakan sebagai bahan yang dapat terbiodegradasi untuk pencetakan 3D optik mikro-milimeter, " Di Leonardo menjelaskan kepada Furness. "Di sisi lain, kontrol dinamis bakteri dapat dieksploitasi untuk aplikasi biomedis in-vitro untuk mengisolasi, menyortir, dan mengangkut sel yang lebih besar untuk keperluan analisis atau diagnostik pada tingkat sel tunggal di dalam laboratorium miniatur."
