«И это совсем не больно»: 40% тихоходок остались довольны первыми в мире нано-тату

Исследователи совершили прорыв в области микротехнологий, научившись наносить сверхтонкие электронные схемы на живые организмы. В экспериментах, результаты которых опубликованы в журнале Nano Letters , использовали тихоходок — микроскопических существ, известных своей феноменальной способностью выживать в экстремальных условиях.

Тихоходки, или водяные медведи - восьминогие микроорганизмы длиной около полумиллиметра. У них нет естественных врагов, поскольку природа наделила их поразительной устойчивостью к внешним воздействиям. Они способны пережить длительное отсутствие пищи и воды, температуры от абсолютного нуля до точки кипения, давление в тысячи атмосфер, смертельные дозы радиации и даже вакуум открытого космоса. А секрет живучести этих существ кроется в способности впадать в криптобиоз — состояние, при котором все жизненные процессы в организме практически останавливаются на время.

Именно эта удивительная особенность тихоходок привлекла внимание специалистов по микрофабрикации — области технологий, занимающейся созданием миниатюрных электронных устройств, которые широко применяются при производстве микропроцессоров, солнечных элементов и биосенсоров, способных обнаруживать загрязнения в продуктах или раковые клетки. Однако до сих пор оставался нерешённым главный вопрос: как применить подход к работе с живыми тканями?

Сфокусированный пучок электронов воздействует на замороженный слой специального вещества, нанесённого на биологические клетки, формируя электронные схемы толщиной всего 72 нанометра — в тысячу раз тоньше человеческого волоса.

Этапы процесса тщательно выверены. Вначале тихоходку постепенно лишают влаги, погружая в анабиоз. На следующей стадии её размещают на подложке из углеродного композита, где температура снижается до минус 143 градусов Цельсия.

Поверхность организма покрывают слоем анизола — вещества с ароматом аниса. Оно предохраняет организм от воздействия электронного луча в процессе формирования рисунка. При контакте с лучом вещество трансформируется, создавая биологически совместимое соединение. В отличие от исходного анизола, который улетучивается при нагреве в вакууме, новое соединение надёжно фиксируется на поверхности, сохраняя заданную конфигурацию.

Точность метода впечатляет: исследователям удалось создать разнообразные фигуры — от простых точек и линий до сложного университетского логотипа. Около 40% подопытных организмов успешно перенесли процедуру, причём выжившие тихоходки после пробуждения вели себя как обычно, не проявляя никаких отклонений.

Создавать рисунки на живой материи невероятно сложно, — комментирует Гэвин Кинг, изобретатель метода ледяной литографии, не участвовавший в данном исследовании. — Этот прорыв приближает нас к новому поколению биоматериалов и биофизических датчиков, которые раньше существовали только в научной фантастике.

По словам Дин Чжао, технология применима не только к тихоходкам, но и к другим организмам, включая бактерии. В перспективе это открывает путь к созданию микробных киборгов — клеток со встроенными электронными элементами, которые могут стать основой для новых типов биосенсоров, способных моментально реагировать на изменения в организме человека. Кроме того, технология позволит создавать микроскопические устройства для точечной доставки лекарств или мониторинга биохимических процессов непосредственно внутри нашего тела.