Fantastyka naukowa coraz częściej staje się realną nauką. Jest to możliwe dzięki rozwojowi nanotechnologii.

Wykorzystując ferryt manganu, niemetaliczny materiał o silnych cechach ferromagnetycznych, w postaci nanocząstek, czyli drobinek o średnicy mierzonej w miliardowych częściach metra, naukowcy stworzyli pierwszy na świecie nanoukład, przy pomocy którego można zdalnie wpływać na zachowanie żywych komórek oraz całych organizmów.

Naukowcy z University at Buffalo (USA) przeprowadzili dwa typy eksperymentów z użyciem ferromagnetycznych nanocząstek. W pierwszym badaniu, do ciała nicienia z gatunku Caenorhabditis elegans wprowadzono nanocząstki ferrytu manganu, do których powierzchni dołączono specjalny wrażliwy na zmianę temperatury fluorescencyjny znacznik. Następnie ciało nicienia wzbogacone nanocząstkami poddano działaniu pola magnetycznego o częstotliwości radiowej. Okazało się, iż wraz z włączeniem pola magnetycznego nicień zmieniał kierunek poruszania się. Po wyłączeniu pola magnetycznego, organizm powracał na pierwotny szlak.

Według naukowców takie zachowanie nicienia wynika z faktu, iż pole magnetyczne podwyższa temperaturę ferromagnetycznych nanocząstek do 34 stopni Celsjusza (dane te zostały uzyskane poprzez obserwację wrażliwych na temperaturę fluorescencyjnych znaczników, które połączone zostały z nanocząstkami). Wysoka temperatura uruchamia "instynktowną" reakcję omijania źródła ciepła przez nicienia, reakcja ta aktywowana jest w naturze, gdy otoczenie osiągnie 34 stopnie Celsjusza.

Dalsze badania wykazały możliwość przejęcia całkowitej kontroli nad ruchem nicienia, poprzez naprzemienne włączanie oraz wyłączanie pola magnetycznego - w tych warunkach nicień poruszał się raz w przód, raz w tył.

Drugi eksperyment, w którym wykorzystano takie same ferromagnetyczne nanocząstki, polegał na połączeniu drobinek ze specjalnie zmodyfikowaną błoną komórkową neuronów. W tym przypadku naukowcy użyli metod biologii molekularnej, by genetycznie zmodyfikować białko będące częścią błony komórkowej neuronu, dzięki czemu do powierzchni komórki nerwowej mogły przyłączyć się magnetyczne nanocząstki. Ekspozycja tak zmienionych neuronów na działanie zewnętrznego pola magnetycznego o częstotliwości radiowej, powodowała lokalne zwiększenie temperatury komórek nerwowych, co skutkowało otwarciem lub zamknięciem wrażliwych na temperaturę kanałów jonowych, co wywoływało zmianę aktywności elektrycznej neuronu.

Według autorów odkrycia, nowo opracowana metoda jest pierwszą nanotechnologiczną techniką, która umożliwia zdalne sterowanie pracą komórek nerwowych, jak również przejęcie kontroli nad całymi organizmami żywymi. KLG

PAP - Nauka w Polsce

krf/bsz