Tamamen bakteri hücrelerinden yapılmış canlı bir mürekkep, kanser önleyici ilaçlar salan veya çevredeki toksinleri temizleyen yapılar yapmak için 3D olarak basılabilir.

teknoloji


23 Kasım 2021

3D baskılı yapılar

Canlı mürekkep kullanılarak oluşturulan 3D baskılı yapılar

Duraj-Thatte ve diğerleri; Doğa İletişimi

Tasarlanmış bakteri hücreleri kullanılarak yapılan bir mürekkep, kanser önleyici ilaçlar salan veya çevreden toksinleri yakalayan yapılara 3 boyutlu olarak basılabilir.

Mikrobiyal mürekkep, tamamen proteinler tarafından üretilen proteinlerden yapılan ilk yazdırılabilir jeldir. E.coli hücreler, diğer polimerlerin eklenmesi olmadan.

“Bu türünün ilk örneği… çevreye yanıt verebilen canlı bir mürekkep. Boston’daki Massachusetts Institute of Technology’den Avinash Manjula-Basavanna, bu bakterilerin normalde biyo-mürekkep oluşturmak için koruyucu malzeme olarak kullandığı matrisi yeniden tasarladık” diyor.

Genetiği değiştirilmiş başka bir tür yerleştirerek E.coli Jel içinde, Manjula-Basavanna ve meslektaşları, kanser önleyici ilaç azurini serbest bırakan veya çevreden toksin bisfenol A’yı (BPA) yakalayan canlı yapılar inşa ettiler. BPA, yaygın olarak plastik yapımında kullanılır ve kısırlık ve kanserle bağlantılıdır.

Araştırmacılar, mürekkebi curli nanofiber adı verilen protein polimer moleküllerinden yaptılar.. Birincisi, genetiğiyle oynanmış E. koli “düğme” veya “delik” olarak bilinen iki zıt yüklü modülden birine sahip olan curli nanoliflerinin alt birimlerini üretmek için hücreler. İki tip hücrenin bir karışımını büyüterek, bir lifin yumruları diğer lifin zıt yüklü deliklerine kilitlendiğinde birbirleriyle çapraz bağlanan kıvrımlı lifler ürettiler.

Ekip daha sonra hücreleri karışımdan çıkarmadan önce çapraz bağlı lifleri konsantre etmek için bakterileri bir naylon zardan süzdü. Bu, baskı için uygun bir viskoziteye ve esnekliğe sahip bir jel üretti.

Jel, yaklaşık yarım milimetre genişliğinde dişler üretmek için bir memeden geçirilebilir. Liflerin dar genişliğine rağmen, 16 milimetre aralıklı iki sütun arasında gerildiğinde kırılmadan bir arada tutacak kadar güçlüydüler.

“Bu boşluğu kapattığı anı hatırlıyorum ve çığlık atıp zıplıyordum” diyor.

Ek genetik olarak modifiye ederek E.coli IPTG adı verilen bir kimyasalın varlığında azurin üretmek ve ardından bu hücreleri jele yerleştirmek için araştırmacılar, jeli, talep üzerine azurin salan canlı bir yapıya dönüştürebileceklerini buldular.

Deneylerine başka bir popülasyon tasarlayarak devam ettiler. E. koli BPA’ya bağlanabilen curli alt birimleri üretmek için. Bu hücreler daha sonra jele gömüldü, bu da 24 saat içinde etrafındaki sıvıdan toksinin yaklaşık yüzde 30’unu yakalamasına izin verdi.

Manjula-Basavanna, jelin ömrü henüz özel olarak test edilmedi, ancak laboratuvarda birkaç yıldan uzun süredir stabil kalan canlı yapılar var, diyor.

İsviçre’deki ETH Zürih’ten André Studart, “Çalışmanın güzelliği, basılı canlı materyalin işlevsel tepkisini genetik olarak programlayabilme yeteneğinde yatıyor” diyor.

Dergi referansı: Doğa İletişimi, DOI: 10.1038/s41467-021-26791-x

Bu konular hakkında daha fazlası:



#Canlı #mürekkep #Mikrop #dolu #jel #ilaç #salan #yapılara #basılabilir