I batteri possono fare molte cose interessanti, come per esempio possono scomporre petrolio greggio e plastica, “mangiare” metallo, ridurre i tumori e forse persino controllare i robot, ma qual è il suono dei batteri? Per quanto ne sappiamo su di loro, c’è molto che non sappiamo, e fino ad oggi uno dei “misteri più grandi” era relativo a quale fosse il loro suono, e soprattutto, fanno “rumore”?
Date le loro dimensioni, saresti perdonato se dovessi pensare che i batteri siano essenzialmente silenziosi, tuttavia un nuovo studio pubblicato su Nature Nanotechnology ha catturato per la prima volta il suono dei batteri in una registrazione che rivela il leggero ronzio della vita batterica, che potrebbe essere un enorme passo avanti nel rilevamento della resistenza agli antibiotici.
I tamburi ultrasottili in grafene sono stati usati per captare i suoni sottili di Escherichia coli mentre svolgevano la loro attività batterica.
“Quello che abbiamo visto è stato sorprendente! Quando un singolo batterio aderisce alla superficie di un tamburo di grafene, genera oscillazioni casuali con ampiezze di pochi nanometri che potremmo rilevare. Potremmo sentire il suono di un singolo batterio!”
ha affermato in una dichiarazione il professor Cees Dekker dell’Università di Delft e coautore dell’articolo.
Per ascoltare il suono dei batteri, il team aveva bisogno di uno strumento estremamente sensibile: con i batteri così piccoli, i metodi di registrazione tradizionali non sarebbero stati sufficienti, pertanto si sono stabiliti sul grafene, che è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio ed è bravo a condurre il suono e l’elettricità.
La scelta del grafene per sentire il suono dei batteri
Il grafene è “conosciuto come il materiale meraviglioso”, ha affermato il dottor Farbod Alijani, che ha guidato lo studio, a riprova dell’efficacia del grafene, il professore ha affermato che è molto forte con belle proprietà elettriche e meccaniche, oltre ad essere anche estremamente sensibile alle forze esterne.
Grazie a questa sensibilità, il team ha raccolto le vibrazioni minute di un singolo E. Coli e si ritiene che i battiti che puoi sentire siano il risultato dei processi biologici dei batteri, in particolare il movimento della coda (flagella) che li spinge in avanti. Con ampiezze fino a 60 nanometri, ogni battito è piuttosto piccolo:
“Per capire quanto siano piccoli questi battiti flagellari sul grafene, vale la pena dire che sono almeno 10 miliardi di volte più piccoli del pugno di un pugile quando si raggiunge un sacco da boxe. Eppure, questi ritmi su scala nanometrica possono essere convertiti in colonne sonore e ascoltati – e quanto è bello?”
ha spiegato Alijani.
Gli autori hanno anche studiato come gli antibiotici potrebbero influenzare questo suono dei batteri e, come ci si aspetterebbe, quando i batteri vengono uccisi, non emettono più alcun suono. Quando E. coli era suscettibile all’antibiotico, la minuscola cacofonia cessò entro un’ora o due dall’esposizione, tuttavia quando i batteri erano resistenti al farmaco, i battiti continuavano come prima.
I battiti potrebbero quindi essere utilizzati per sondare se i batteri sono vivi –un po’ come l’equivalente patogeno di un polso o di un battito cardiaco– e per identificare se hanno acquisito resistenza agli antibiotici.
“Alla fine può essere utilizzato come un efficace toolkit diagnostico per il rilevamento rapido della resistenza agli antibiotici nella pratica clinica”
spera Alijani.
Questo è molto necessario, poiché la resistenza continua a essere una seria preoccupazione per la salute pubblica: negli Stati Uniti si verificano oltre 2,8 milioni di infezioni resistenti agli antibiotici ogni anno, responsabili di 35.000 decessi.
“Questo sarebbe uno strumento prezioso nella lotta contro la resistenza agli antibiotici, una minaccia sempre crescente per la salute umana in tutto il mondo”
ha concluso il professor Peter Steenken.
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