Біолог-синтетик Тал Даніно (Tal Danino) у своїй лабораторії досліджує мікроорганізми, створюючи з них яскраві візерунки, які одразу привертають до себе увагу. В ході його творчого процесу «Ой, фу!» перетворюється на «Яка краса!». Creativity.ua разом з SCIENCE TEENS PLATFORM — платформою, що популяризує науку серед підлітків, — розпочинає серію матеріалів про креативну науку. І відкриває її знайомством з проєктом «Мікровсесвіт» — добіркою зображень, які науковець Даніно робить із різних видів бактерій.
Тал Даніно — керівник Synthetic Biological Systems Lab на базі Колумбійського університету (Нью-Йорк) та учасник програми TED Fellows. І руки він мусить мити постійно, адже, коли весь час працюєш з бактеріями, це є суворою необхідністю. Даніно присвячує більшість свого часу вивченню унікальних властивостей бактерій — тих самих властивостей, що роблять їх небезпечними для людей, — і шукає способи застосування їх для боротьби з раковими захворюваннями.
Але у перерві між програмуванням бактерій на боротьбу з раком він програмує їх також на перетворення у витвори мистецтва. Зокрема й для того, щоб донести складні наукові принципи до широкого загалу. «Використовувати образотворче мистецтво для пояснення науки надзвичайно цікаво, — стверджує він, — тому що мистецтво виходить і за рамки мови, і за рамки знання».
А для свого нового проєкту «Мікровсесвіт» (Microuniverse) науковець створив серію гіпнотичних абстрактних зображень, зроблених з різних видів бактерій, вирощених у різних умовах протягом певного часу. «Цей проєкт дозволяє побачити той зазвичай невидимий крихітний всесвіт, який щодня оточує нас», — пояснює Даніно. Ось, що він розповів про деякі аспекти своїх незвичайних, але прекрасних робіт.
Загадкова естетика бактерій
Щодня в своїй лабораторії Даніно спостерігає складні візерунки, які бактерії утворюють у численних чашках Петрі. І в той час, як їх клітини ростуть, діляться та сполучаються одна з одною, бактерії самоорганізуються у колонії, щоб максимізувати свої шанси на виживання. Візерунки, які вони формують, визначаються як їхньою генетикою, так і середовищем. Добираючи бактерії, які генерують певні візерунки (наприклад фрактали E. Coli чи концентричні кола Proteus mirabilis), і додаючи до них цікаві зразки з ґрунту на власному подвір’ї, Даніно зі своєю командою почав експериментувати з тим, як можна проконтролювати ріст колоній. Науковець сподівається, що краще розуміння того, як природа задає форму та поведінку бактерій, допоможе їм модифікувати бактерії для боротьби з раковими захворюваннями.
Зміни середовище — зміниться й вигляд
Даніно виявив, що зміна умов, у яких ростуть бактерії (наприклад, температура та вологість), змушує колонії набувати певної форми. Зокрема, оптимальною температурою для росту бактерій є 37ºC, що й не дивно, адже це температура людського тіла. За вищої чи нижчої температури ріст бактерій вповільнюється. Вологість впливає на бактерії по-різному: чим середовище сухіше, тим більша ймовірність, що бактерії групуватимуться разом, щоб зберегти вологу. Зміна концентрації агару (живильного середовища) у чашці Петрі також впливає на форму колонії: чим агаровий гель м’якший, тим швидше бактерії поширюються по всій його поверхні.
Чекати та спостерігати
Після того, як Даніно задає початкові умови, він залишає бактерії рости і чекає на результати. Для «Мікровсесвіту» він використав близько 20-ти різних видів бактерій, на вирощування яких пішло від двох днів до двох місяців. Втім, незалежно від умов, кожен вид бактерій від природи має свою форму колонії. Вона визначається тим, як бактерії рухаються та сполучаються одна з одною. Можна сказати, що кожна з них має свій характер.
Різнобарвні колонії
Для науковців стандартною процедурою є використання хімічних барвників для збору інформації про бактеріальну структуру. Наприклад, щоб відрізнити Streptococcus pyogenes від E. coli, вони додають у чашку барвник, що дозволяє побачити форму бактеріальних клітин та ідентифікувати їх візуально.
«Зазвичай вчені мають справу з монохромними зображеннями, — зазначив Даніно, — тому ми вирішили відштовхуватися від цього». Окрім стандартних барвників для аналізу, він скористався харчовими барвниками, щоб підфарбувати агар та бактерії. Також Даніно експериментував з різними комбінаціями кольорів і йому навіть вдалося створити ефект кольорового градієнта.
Показати невидимий всесвіт
«Кожне фото чашки Петрі — це окремий крихітний світ, — стверджує Даніно. — Ці візерунки нагадують своєю формою сніжинки чи деяких підводних мешканців. Я роздивлявся ці чашки і подумав: “О, та воно ж схоже на фотографії космічних об’єктів!”. Звідси й назва “Мікровсесвіт”».
Візуальне знайомство з наукою
Даніно сподівається, що такі проєкти, як «Мікровсесвіт», зацікавлять людей та викличуть у них бажання дізнатися більше про складні мікросвіти навколо та всередині нас. А також покажуть, що й бактерії можуть бути корисними і їх можна використовувати, зокрема, для боротьби з раковими захворюваннями.
«Пояснити, що таке ДНК, протеїни та молекулярне клонування, дійсно складно, — зізнається науковець. — Але я переконаний, що коли людина бачить зображення, у неї більше шансів зацікавитися наукою, ким би вона не була».
Даніно також працює над створенням відео, яке показує ріст бактеріальних колоній в динаміці. Окрім того, науковець уклав договір з компанією Print All Over Me, щоб створити одяг з принтом бактерій з проєкту «Мікровсесвіт». Частина доходу від продажу перераховується на дослідження ракових захворювань.
Інші креативні проєкти Даніно включають в себе феміністську інсталяцію з бактеріальних культур, зразки яких були взяті у 100 жінок. Над інсталяцією Даніно працював разом з художницею Анікою Ї (Anicka Yi). Також варта уваги його серія керамічних тарілок з візерунками, що наслідують структуру бактерій, над якою він працював разом з художником та фотографом Віком Мюнісом (Vik Muniz).
INSCIENCE — це організація, що креативно об’єднує освіту, науку та бізнес, місія якої — популяризувати науку й підвищити її цінність для суспільства, бізнесу та держави. INSCIENCE проводить науково-популярні події, в тому числі найбільшу науково-популярну конференцію зі спікерами NASA, Copernicus Science Center, Mars Society та НАН України; онлайн-вебінари та програму популяризації науки серед підлітків Science Teens Platform.
Нещодавно організація запустила онлайн-курс про психічне здоров’я з погляду науки.
