Jauns Ziemeļkarolīnas štata universitātes (ASV) pētījums demonstrē reproducējamu veidu, kā pētīt šūnu komunikāciju starp dažāda veida augu šūnām, "biodrukājot" šīs šūnas, izmantojot 3D printeri, ziņo. portāls News.ncsu.edu.
Pētījums par to, kā augu šūnas mijiedarbojas savā starpā un ar vidi, ir galvenais, lai labāk izprastu augu šūnu darbību, un tas varētu radīt labākas kultūraugu šķirnes.
Pētnieki ir izdrukājuši šūnas no paraugauga Arabidopsis thaliana un sojas pupiņas, lai ne tikai izpētītu, vai augu šūnas izdzīvos biodrukā un cik ilgi, bet arī saprast, kā tās iegūst un maina savu identitāti un funkcijas.
Augu šūnu 3D biodrukas process ir mehāniski līdzīgs drukas tintes vai plastmasas izmantošanai ar dažām nepieciešamajām modifikācijām.
3D drukas tintes vietā zinātnieki izmanto “biotinku” jeb dzīvās augu šūnas. Mehānika abos procesos ir vienāda, ar dažām ievērojamām atšķirībām attiecībā uz augu šūnām: ultravioleto filtru, ko izmanto, lai saglabātu sterilitāti, un vairākas drukas galviņas, lai vienlaikus drukātu dažādus biomateriālus.
Dzīvas augu šūnas bez šūnu sienām vai protoplastiem tika bioprintētas kopā ar barības vielām, augšanas hormoniem un biezinātāju, ko sauc par agarozi, savienojumu, kura pamatā ir jūraszāles. Agaroze palīdz nodrošināt šūnu izturību.
Pētījumā konstatēts, ka vairāk nekā puse no 3D bioprintētajām šūnām bija dzīvotspējīgas un laika gaitā sadalījās, veidojot mazas kolonijas.
Pētnieki arī bioprinted atsevišķas šūnas, lai pārbaudītu, vai tās var atjaunoties vai dalīties un vairoties. Rezultāti parādīja, ka sakņu un dzinumu šūnas Arabidopsis nepieciešamas dažādas barības vielu kombinācijas optimālai dzīvotspējai.
Tikmēr vairāk nekā 40% atsevišķu sojas pupu embrionālo šūnu palika dzīvotspējīgas divas nedēļas pēc biodrukāšanas un arī laika gaitā sadalījās, veidojot mikrošūnas.
3D biodrukāšana var būt noderīga, lai pētītu šūnu atjaunošanos kultūraugu augos.
Sakņu šūnas Arabidopsis un sojas pupu embrionālās šūnas ir pazīstamas ar savu augsto proliferācijas ātrumu un fiksētas identifikācijas trūkumu. Citiem vārdiem sakot, tāpat kā dzīvnieku vai cilvēka cilmes šūnas, šīs šūnas var kļūt par dažāda veida šūnām.
Bioprintētas šūnas var iegūt cilmes šūnu identitāti; tie dalās, aug un izsaka specifiskus gēnus.
Šis pētījums parāda 3D biodrukas izmantošanas spēcīgo potenciālu, lai identificētu optimālos savienojumus, kas nepieciešami augu šūnu dzīvotspējas un saziņas uzturēšanai kontrolētā vidē.
Pētījums publicēts žurnālā Zinātne Avansa.