3D-чернила из живых клеток для создания живых структур

 


Схема стратегии проектирования, производства и функционального применения микробных чернил. E. coli была генетически спроектирована для получения микробных чернил путем слияния доменов белка α (ручка) и γ (отверстие), полученных из фибрина, с основным структурным компонентом нановолокон curli, CsgA. При секреции мономеры CsgA-α и CsgA-γ самособираются в нановолокна, сшитые взаимодействием связывания "ручка-отверстие". b Домены ручки и отверстия получены из фибрина, где они играют ключевую роль в супрамолекулярной полимеризации во время образования сгустка крови. c Протокол получения микробных чернил из модифицированных белковых нановолокон включает стандартную бактериальную культуру, ограниченные этапы обработки и отсутствие добавления экзогенных полимеров. Микробные чернила были напечатаны в 3D для получения функциональных живых материалов. : DOI: 10.1038/s41467-021-26791-x


Команда исследователей из Гарвардского университета и больницы Бригама и женщин Гарвардской медицинской школы разработала тип живых чернил, которые можно использовать для печати живых материалов. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Communications, группа описывает, как они делали свои чернила и возможное их использование.


В течение нескольких лет инженеры-микробиологи работали над разработкой средств создания живых материалов для широкого спектра применений, таких как медицинские устройства. Но приведение таких материалов в соответствие с требуемыми 3D-структурами оказалось непростой задачей. В этой новой работе исследователи применили новый подход к решению проблемы—разработали Escherichia coli для производства продукта, который может быть использован в качестве основы для чернил для использования в 3D-принтере.


Работа началась с биоинженерии бактерий для получения живых нановолокон. Затем исследователи связали волокна и добавили другие ингредиенты для получения типа живых чернил, которые можно было бы использовать в обычном 3D-принтере. Как только они сочли концепцию жизнеспособной, команда биоинженерии использовала другие микробы для производства других типов живых волокон или материалов и добавила их в чернила. Затем они использовали чернила для печати 3D-объектов с живыми компонентами. Одним из них был материал, который выделял азурин—противоопухолевый препарат—при стимуляции определенными химическими веществами. Другим был материал, который выделял бисфенол А (токсин, попавший в окружающую среду) без помощи других химических веществ или устройств.


Исследователи полагают, что их концепция предполагает, что производство таких чернил может быть самосозидательным предложением. К микробам можно было бы добавить технику, чтобы подтолкнуть их к созданию собственных копий—чернила можно было бы буквально выращивать в банке. Они также утверждают, что, по-видимому, этот метод может быть использован для печати возобновляемых строительных материалов это не только вырастет, но и сможет самоисцелиться—возможный подход к строительству самодостаточных домов здесь, на Земле, или на Луне, или на Марсе.

Обсудить:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!