Исследователи сделали татуировку тихоходкам

Цель ученых из Технического университета Дании заключалась в том, чтобы помочь другим исследователям разрабатывать миниатюрные биосовместимые устройства, такие как датчики, интегральные схемы и даже наноразмерных живых роботов.

Способность наносить узоры на крошечные объекты и поверхности играет ключевую роль в развитии нанотехнологий. Хотя достигнуты значительные успехи в адаптации существующих технологий для работы на наномасштабе в области материаловедения, создание высокоразрешающих узоров на живых микроорганизмах по-прежнему остается сложной задачей.

Для того чтобы сделать татуировку на тихоходке (Tardigrada), команда адаптировала технологию нанопроизводства, известную как ледяная литография. Это разновидность электронно-лучевой литографии, при которой пучок электронов направляется на объект для создания наномасштабных рисунков на его поверхности. При работе с очень мелкими узорами традиционная электронно-лучевая литография может вызвать загрязнение или повреждения. Ученые выяснили, что если между лучом и поверхностью разместить тонкий слой льда, это помогает избежать таких проблем, позволяя наносить узоры с точностью до 20 нанометров. Для сравнения, диаметр человеческого волоса составляет от 80 000 до 100 000 нанометров, в то время как у тихоходок этот показатель достигает 500 000 нанометров.

Работу с тихоходками команда ученых начала с того, что вызвала у животных состояние криптобиоза, приостановленного метаболизма, после чего их хранили до тех пор, пока не наступала их очередь подвергнуться воздействию электронного пучка. Каждую тихоходку обрабатывали по одной, чтобы минимизировать влияние на условия эксперимента. Каждое животное размещали на листе углеродно-композитной бумаги в вакуумной камере, которую затем охлаждали до -143°C. На охлажденную тихоходку наносили слой анизола – бесцветной жидкости с запахом аниса, которая служила защитой от электронного пучка. Там, где воздействовал луч, анизол вступал в реакцию, образуя новое соединение, которое прочно прилипало к телу тихоходки.

После того как тихоходка согревалась в вакуумной камере, на ее теле оставался детализированный рисунок с разрешением до 72 нанометров. Затем ученые извлекали тихоходку, восстанавливали ее водный баланс и пытались вернуть к жизни.

40% тихоходок выжили после процедуры и смогли нормально двигаться, демонстрируя свои новые татуировки. Маркировки оставались на месте, несмотря на воздействие таких факторов, как растяжение, замачивание, промывание и высушивание.