Los discernimientos en bacterias magnetotactic podían conducir el revelado de nanorobots biológicos

Los investigadores largo-han estudiado las bacterias magnetotactic (MTB): microbios acuáticos que tienen la capacidad de orientarse a los campos magnéticos. Este comportamiento inusual les hace un tema del interés para perfeccionar nuestra comprensión del biomagnetism, y potencialmente aprovechar sus capacidades para las tecnologías futuras, tales como nanorobots médicos. Los neutrones han sido utilizados para explorar las características de este magnetismo, sondando las partes especializadas de las células que están implicadas.

MTBs ejerce sus habilidades magnéticas de la navegación usando los magnetosomes - membrana-estructuras que contienen los nanoparticles magnéticos que las bacterias mineralizan de su ambiente. Los magnetosomes arreglan en una cadena que actúe como una brújula magnética, permitiendo que las bacterias se muevan hacia los cauces del río que habitan, usando los campos magnéticos de la tierra. Estos nanoparticles inusuales se han examinado con los haces de neutrón para descubrir los mecanismos subyacentes que determinan la ordenación y la geometría de las cadenas.

Una colaboración internacional de investigadores de la universidad de los países vascos, de la universidad de Cantabria y del Institut Laue Langevin (ILL), ha aclarado la configuración estructural exacta de los magnetosomes en el gryphiswaldense de Magnetospirillum de la deformación de MTB. Realizaron pequeño dispersar de neutrón del ángulo (SANS) en un coloide de MTB, una técnica que permite que él considere la microestructura magnética de los organismos detalladamente en la solución acuosa. El instrumento D33 fue empleado debido a su manera polarizada del haz de neutrón, que permitió que los investigadores analizaran los componentes estructurales y la ordenación magnética - posibles porque los neutrones obrarán recíprocamente con ambos. Los nanoparticles magnéticos son centrales a muchos usos, colocando de diagnósticos biomédicos al almacenamiento de datos e incluso a los tratamientos contra el cáncer de la hipertermia, pero las estructuras magnéticas dentro y entre de nanoparticles son desafiadoras sondar directamente. el dispersar de neutrón resuelto del pequeño-ángulo de la Neutrón-barrena (o ` polarizado') es una de las pocas herramientas que se pueden utilizar para investigar nanoparticles en la escala relevante.

Usando SANS, los investigadores han ganado nuevo discernimiento en la estructura de la cadena magnetosome. Esto fue observada previamente para ser doblada, bastante que derecho, con todo el sondeo del neutrón nos ha ayudado a explorar qué está suceso más lejos. El sondeo del neutrón revelador que las curvas no afectan a la dirección del momento magnético neto, pero hace a nanoparticle individual el momento magnético desviarse por 20 grados del eje de cadena. Una vez que se tiene en cuenta la desviación, la interacción de las acciones recíprocas dipolares magnéticas entre los nanoparticles, y el mecanismo activo del montaje ejecutado por las proteínas bacterianas, explica la conformación de las cadenas en a espiral-como forma: es simple la ordenación de la energía más inferior para los nanoparticles magnéticos.

Estas conclusión, publicadas en Nanoscale, facilitan una mejor comprensión de cómo el comportamiento de cadena pudo afectar a usos de MTB. Podrían conducir el revelado de los nanorobots biológicos, que pueden entregar las drogas o realizar cirugía de menor importancia dentro de la carrocería. La cadena magnetosome de las bacterias podía ofrecer el movimiento direccional dentro del sistema de dirección. En este caso, la conformación exacta de la cadena sería crítica para que funcione correctamente y navegue alrededor de la carrocería. Nanorobots permitiría a procedimientos médicos mínimo-invasores ser realizado, relevando a pacientes de mucho del trauma causado por métodos quirúrgicos intrusos actuales.

Dirk Honeker, científico del instrumento en la ENFERMEDAD, y el co-autor del estudio, dijo:

El dispersar de neutrón es una herramienta valiosa para examinar estos magnetosomes y también otros materiales con gran detalle. Nuestro instrumento D33 del neutrón del pequeño-ángulo con su capacidad polarizada del haz permite que analicemos las acciones recíprocas magnéticas así como las estructuras del nanoscale, gracias al momento magnético de neutrones. Con esta nueva información, estamos tomando una medida más cercano a aprovechar el potencial de estos nanoparticles asombrosos producidos por naturaleza. Entre los usos más emocionantes sea ésos que implican el remedio - la brújula minúscula en las bacterias se pudo utilizar para navegar el cuerpo humano, y nanorobots de la guía para realizar tareas en órganos o limbos específicos.”

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