Бактерии запрограммировали на выработку чернил для 3D-печати | STROKA.info

Бактерии запрограммировали на выработку чернил для 3D-печати

Доцент Северо-Восточного университета в Бостоне Нил Джоши показал, что ему удалось создать объекты 3D-печати из микробных чернил, произведенных генетически модифицированными бактериями кишечной палочки (Escherichia coli).

По речам автора разработки, эту технику можно расходовать для изоляции токсичных химикатов из окружающей среды или для распространения противораковых препаратов в организме человека.

Работая с Авинашем Манджула-Басаванна из Гарвардского университета и Анной Дурадж-Тэтт из Политехнического института Вирджинии, Джоши продемонстрировал, что кишечная палочка может быть генетически модифицирована для производства нановолокон, образующих своего рода «микробные чернила».

E. coli была генетически сконструирована для производства микробных чернил путем слияния белковых доменов α (выступ) и γ (отверстие), полученных из фибрина, с основным структурным компонентом нановолокон curli, CsgA. После секреции мономеры CsgA-α и CsgA-γ самоорганизуются в нановолокна, сшитые за счет взаимодействия связывания выступ-отверстие. b Домены выступов и отверстий происходят из фибрина, где они играют ключевую роль в супрамолекулярной полимеризации во время образования тромба. c Протокол для производства микробных чернил из сконструированных белковых нановолокон включает стандартную бактериальную культуру, ограниченные этапы обработки и отсутствие добавления экзогенных полимеров
E. coli была генетически сконструирована для производства микробных чернил путем слияния белковых доменов α (выступ) и γ (отверстие), полученных из фибрина, с основным структурным компонентом нановолокон curli, CsgA. После секреции мономеры CsgA-α и CsgA-γ самоорганизуются в нановолокна, сшитые за счет взаимодействия связывания выступ-отверстие. b Домены выступов и отверстий происходят из фибрина, где они играют ключевую роль в супрамолекулярной полимеризации во время образования тромба. c Протокол для производства микробных чернил из сконструированных белковых нановолокон включает стандартную бактериальную культуру, ограниченные этапы обработки и отсутствие добавления экзогенных полимеров

Полученные волокна имеют возможность использоваться для печати трехмерных структур. Эти волокна затем также можно объединять с другими генно-модифицированными микробами (E coli) для выполнения определенных задач с помощью своего рода программируемых функций. 

Исследователи использовали гидрогель для создания 3D-объектов, которые могли выделять противораковое лекарство азурин в ответ на химический раздражитель. Они также смогли разработать материал, который улавливал токсичное химическое вещество BPA, когда оно присутствовало в окружающей среде.

Напечатанные с помощью микробных чернил структуры
Напечатанные с помощью микробных чернил структуры

«Мы демонстрируем 3D-печать функциональных живых материалов путем встраивания запрограммированных клеток E coli и нановолокон в микробные чернила, которые имеют возможность изолировать токсичные части, высвобождать биологические вещества и регулировать рост собственных клеток посредством химической индукции рационально спроектированных генетических цепей», — говорится в исследовании. 

Авторы также предположили, что однажды этот метод может быть полезен для строительства в космосе, где транспортировка сырья затруднена.

Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Источник Хабр

Previous post В изоляции: чем закончились первые 100 дней талибов у власти
Next post Корабли НАТО и США в прицеле Путина (Руслан Осташко)