As introspecções nas bactérias magnetotactic podiam guiar a revelação de nanorobots biológicos

Os pesquisadores longo-estudaram as bactérias magnetotactic (MTB): micróbios aquáticos que têm a capacidade para se orientar aos campo magnèticos. Este comportamento incomum faz-lhes um assunto do interesse para melhorar nossa compreensão do biomagnetism, e potencial aproveitar suas capacidades para as tecnologias futuras, tais como nanorobots médicos. Os nêutrons foram usados para explorar as características deste magnetismo, sondando as partes especializadas das pilhas que são involvidas.

MTBs exerce suas habilidades magnéticas da navegação usando magnetosomes - membrana-estruturas que contêm os nanoparticles magnéticos que as bactérias mineralizam de seu ambiente. Os magnetosomes arranjam em uma corrente que actue como um compasso magnético, permitindo que as bactérias movam-se para os leitos fluviais que habitam, usando os campo magnèticos da terra. Estes nanoparticles incomuns foram examinados com feixes de nêutron para descobrir os mecanismos subjacentes que determinam o regime e a geometria das correntes.

Uma colaboração internacional dos pesquisadores da universidade dos países Basque, da universidade de Cantábria e do Institut Laue Langevin (ILL), explicou a configuração estrutural precisa dos magnetosomes no gryphiswaldense de Magnetospirillum da tensão de MTB. Realizaram a dispersão de nêutron pequena (SANS) em um colóide de MTB, uma técnica do ângulo que permitisse que considere a microestrutura magnética dos organismos em detalhe na solução aquosa. O instrumento D33 foi empregado devido a seu modo polarizado do feixe de nêutron, que permitiu que os pesquisadores analisassem os componentes estruturais e o regime magnético - possíveis porque os nêutrons interagirão com o ambos. Os nanoparticles magnéticos são centrais a muitas aplicações, variando dos diagnósticos biomedicáveis ao armazenamento de dados e mesmo aos tratamentos contra o cancro da hipertermia, mas as estruturas magnéticas dentro e entre dos nanoparticles são desafiantes sondar directamente. (ou ` polarizado') a dispersão de nêutron resolvida Nêutron-rotação do pequeno-ângulo é uma de poucas ferramentas que podem ser usadas para investigar nanoparticles na escala relevante.

Usando SANS, os pesquisadores ganharam a introspecção nova na estrutura da corrente magnetosome. Isto foi observado previamente para ser dobrado, um pouco do que em linha recta, contudo a sondagem do nêutron ajudou-nos a explorar o que está acontecendo mais. A sondagem do nêutron revelada que as curvaturas não afectam o sentido do momento magnético líquido, mas faz com que ao nanoparticle individual o momento magnético afaste-se por 20 graus da linha central chain. Uma vez que o desvio é levado em consideração, a interacção das interacções dipolar magnéticas entre os nanoparticles, e o mecanismo activo do conjunto executado pelas proteínas bacterianas, explicam a conformação das correntes na helicoidal-como a forma: é simplesmente o regime da mais baixa energia para os nanoparticles magnéticos.

Estes resultados, publicados em Nanoscale, facilitam uma compreensão melhor de como o comportamento chain pôde afectar aplicações de MTB. Poderiam guiar a revelação dos nanorobots biológicos, que podem entregar drogas ou executar a cirurgia menor dentro do corpo. A corrente magnetosome das bactérias podia fornecer o movimento direccional dentro do sistema de direcção. Neste caso, a conformação precisa da corrente seria crítica para que funcione correctamente e navegue em torno do corpo. Nanorobots permitiria procedimentos médicos mínimo-invasores de ser realizado, aliviando pacientes de muito do traumatismo causado por métodos cirúrgicos intrusivos actuais.

O punhal Honecker, um cientista do instrumento no MAL, e no co-autor do estudo, disse:

A dispersão de nêutron é uma ferramenta valiosa para examinar estes magnetosomes e igualmente outros materiais em grande detalhe. Nosso instrumento D33 do nêutron do pequeno-ângulo com sua capacidade polarizada do feixe permite que nós analisem as interacções magnéticas assim como as estruturas do nanoscale, agradecimentos ao momento magnético dos nêutrons. Com esta informação nova, nós estamos tomando uma etapa mais perto de aproveitar o potencial destes nanoparticles surpreendentes produzidos por natureza. Entre as aplicações as mais emocionantes seja aqueles que envolvem a medicina - o compasso minúsculo nas bactérias pôde ser usado para navegar o corpo humano, e nanorobots do guia para realizar tarefas em órgãos ou nos membros específicos.”

Source: https://www.ill.eu/news-press-events/news/scientific-news/insights-into-magnetic-bacteria-may-guide-research-into-medical-nanorobots/