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domingo, 28 de marzo de 2010

Así se construyeron las Pirámides

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Al menos a escala nanotecnológica. El grupo de Nanotecnología Robótica de la Escuela Politécnica de Montreal, liderado por el profesor Sylvain Martel ha conseguido micromanipular un enjambre de bacterias magnetotácticas para que construyan una diminuta pirámide.

En el vídeo podemos ver a un enjambre de unas 5.000 bacterias trabajando cooperativamente para transportar bloques de resina epoxy y así elaborar una estructura piramidal en tan sólo 15 minutos.










Las bacterias magnetotácticas, como la especie Magnetospirillum, presentan en su interior un magnetosoma, formado por acúmulos de magnetita que actúan como una brújula. La función de esos pequeños imanes es orientar a la bacteria en el espacio. Pongámonos por un momento en el lugar de Magnetospirillum. Eres una bacteria acuática microaerófila y estás flotando entre dos aguas. Tienes un flagelo que te permite nadar pero ¿a dónde? Si vas hacia la superficie habrá demasiado oxígeno y puedes morir, si vas hacia el fondo quizás no haya suficiente oxígeno, pero es allí donde hay más comida. Lo malo es que tu masa es tan pequeña que la gravedad no tiene efecto sobre ti. ¿Cómo sabes dónde es arriba y dónde es abajo? Pues gracias al campo magnético terrestre. Las líneas de dicho campo van hacia abajo, así que tu pequeña brújula es esencial para tu supervivencia.





Magnetospirillum magneticum. Puede observarse el flagelo en el exterior. En el citoplasma se observa los granulos de magnetita que forman el magnetosoma (fuente)



Si manipulamos el campo magnético mediante un ordenador podemos manipular el movimiento de un enjambre de estas bacterias. Cada una de ellas es capaz de generar una fuerza de 4 picoNewtons. No parece mucho, pero si pones a trabajar de manera coordinada a unas cuantas de ellas puedes obtener la fuerza suficiente para mover... micromontañas.

Martel cree que es más efectivo manipular a las bacterias para que hagan de nanorobots en vez de construir exclusivamente a estos últimos. Incluso se podrán combinar ambas tecnologías y construir un microrobot bacteriano autónomo. Uno de sus proyectos es crear un chip conteniendo componentes electrónicos y bacterias. Las bacterias estarían encapsuladas y serían el motor del microrobot. Cada cápsula tendría unos pequeños conductores que generarían el campo magnético que controlaría a la bacteria.




Imágenes microscópicas de bacterias magnetotácticas (MTB) que han sido dirigidas a través de los vasos sanguíneos hasta la región interna de un tumor (fuente)



Una de las muchas utilidades que podría resultar de manipular de esa forma a los microorganismos es que pueden ser usados como unos nanorobots que podrían transportar medicamentos hasta el interior de un tumor. De hecho ya han podido dirigir su movimiento en el interior de la corriente sanguínea de una rata en algo muy parecido a lo que se ve en las películas "Viaje fantástico" o "El chip prodigioso".







ResearchBlogging.org

Martel, S., Felfoul, O., Mathieu, J., Chanu, A., Tamaz, S., Mohammadi, M., Mankiewicz, M., & Tabatabaei, N. (2009). MRI-based Medical Nanorobotic Platform for the Control of Magnetic Nanoparticles and Flagellated Bacteria for Target Interventions in Human Capillaries The International Journal of Robotics Research, 28 (9), 1169-1182 DOI: 10.1177/0278364908104855

Audio en "El podcast del microbio"