Бактерии могут делать много интересных вещей. Они могут расщеплять сырую нефть и пластик, «съедать» металл, уменьшать опухоли и, возможно, даже управлять роботами. Однако до сих пор ничего не было известно о том, как «звучат» бактерии.

Учитывая их размер, люди склонны думать, что микроорганизмы молчаливы. Тем не менее новое исследование, опубликованное в Nature Nanotechnology, впервые зафиксировало звук бактерий.

Запись демонстрирует тихое гудение бактериальной жизни, что может стать огромным прорывом в обнаружении устойчивости микробов к антибиотикам. Для того чтобы зафиксировать тонкие звуки бактерии Escherichia coli, ученые использовали ультратонкие барабаны из графена.

Когда одна бактерия прилипает к поверхности графенового барабана, она генерирует случайные колебания с амплитудой всего в несколько нанометров. Чтобы услышать эти звуки, команде понадобился чувствительный инструмент, потому что бактерии очень малы. Ученые остановились на графене именно потому, что он хорошо проводит звук и электричество.

Благодаря этой чувствительности команда уловила мельчайшие колебания отдельных кишечных палочек. Удары бактерий стали результатом биологических процессов, в частности движения их хвостов (жгутиков), которые толкают микроорганизмы вперед.

«Чтобы понять, насколько малы эти жгутиковые удары по графену, стоит сказать, что они по крайней мере в десять миллиардов раз слабее, чем удар боксера по груше. Тем не менее эти наноразмерные биты можно преобразовать в звуковые дорожки и прослушать», — пояснили авторы исследования.

Графен оказался прекрасным проводником звука, который издают бактерии.

© Nature

Авторы также изучили, как антибиотики могут повлиять на эту микробную «музыку». Как и следовало ожидать, когда бактерии умирают, они больше не издают ни звука. Поэтому, если кишечная палочка оказывалась чувствительной к антибиотику, крошечная какофония прекращалась. Однако, когда бактерии становились устойчивы к препарату, биения продолжались.

Таким образом, бактериальные звуки можно использовать как проверку, живы ли бактерии, что позволит определить, устойчивы ли они к конкретному антибиотику. В конечном счете эту технологию распознавания звука можно будет использовать в качестве диагностики для быстрого выявления резистентности к антибиотикам у человека.