Las bacterias existen en muchas formas y con talentos muy diferentes. Las bacterias magnetotácticas pueden incluso sentir el campo magnético de la tierra al usar nanopartículas magnéticas en su interior que actúan como una brújula interna. Los equipos y expertos españoles en Helmholtz-Zentrum Berlin ahora han examinadola brújula magnética de Magnetospirillum gryphiswaldense en BESSY II. Sus resultados pueden ser útiles para diseñar dispositivos de actuación para nanorobots y nanosensores para aplicaciones biomédicas.
Las bacterias magnetotácticas se encuentran generalmente en agua dulce y sedimentos marinos. Una especie, Magnetospirillum gryphiswaldense , se cultiva fácilmente en el laboratorio, con o sin nanopartículas magnéticas en su interior dependiendo de la presencia o ausencia de hierro en el entorno local. "Por lo tanto, estos microorganismos son casos de prueba ideales para comprender cómo se construye su brújula interna".explica Lourdes Marcano, estudiante de doctorado en física en la Universidad del País Vasco en Leioa, España.
Cadena de nanopartículas magnéticas forma brújula
Las células de Magnetospirillum contienen una serie de pequeñas partículas de magnetita Fe3O4, cada una de aproximadamente 45 nanómetros de ancho. Estas nanopartículas, llamadas magnetosomas, generalmente están dispuestas como una cadena dentro de la bacteria. Esta cadena actúa como un imán dipolo permanente y es capazpara reorientar pasivamente a todas las bacterias a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra. "Las bacterias existen preferentemente en las zonas de transición oxi / anoxi", señala Marcano, y la brújula interna podría ayudarlas a encontrar el mejor nivel en la columna de agua estratificada parasatisfaciendo sus requerimientos nutricionales ". Los científicos españoles examinaron la forma de los magnetosomas y su disposición dentro de las células utilizando varios métodos experimentales como la criotomografía de electrones".
Cadenas aisladas examinadas en BESSY II
Las muestras de cadenas de magnetosomas aisladas se analizaron en BESSY II para investigar la orientación relativa entre la dirección de la cadena y el campo magnético generado por los magnetosomas. "Los métodos actuales empleados para caracterizar las propiedades magnéticas de estas bacterias requieren el muestreo de cientos de no alineadosCadenas de magnetosomas. Mediante microscopía de emisión de fotoelectrones PEEM y dicroísmo circular magnético de rayos X XMCD en HZB, podemos "ver" y caracterizar las propiedades magnéticas de las cadenas individuales ", explica el Dr. Sergio Valencia, HZB." Siendocapaz de visualizar las propiedades magnéticas de las cadenas de magnetosomas individuales abre la posibilidad de comparar los resultados con las predicciones teóricas ".
forma helicoidal
De hecho, los experimentos revelaron que la orientación del campo magnético de los magnetosomas no se dirige a lo largo de la dirección de la cadena, como se suponía hasta ahora, sino que está ligeramente inclinada. Como sugiere el modelado teórico del grupo español, esta inclinación podría explicar por qué el magnetosomalas cadenas no son rectas sino helicoidales.
Perspectiva: la naturaleza como modelo
Los científicos señalan que una comprensión más profunda de los mecanismos que determinan la forma de la cadena es muy importante. Los inventos de la naturaleza podrían inspirar nuevas soluciones biomédicas como los nanorobots propulsados por sistemas de flagelos en la dirección proporcionada por su cadena de magnetosomas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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