Nová studie z University of North Carolina (USA) demonstruje reprodukovatelný způsob, jak studovat buněčnou komunikaci mezi různými typy rostlinných buněk „biotiskem“ těchto buněk pomocí 3D tiskárny. Portál News.ncsu.edu.
Studium toho, jak rostlinné buňky interagují mezi sebou a se svým prostředím, je klíčem k lepšímu pochopení funkcí rostlinných buněk a může vést k lepším odrůdám plodin.
Výzkumníci tisknou model rostlinných buněk Arabidopsis thaliana a sóji, abychom nejen studovali, zda rostlinné buňky přežijí biotisk – a jak dlouho –, ale také abychom pochopili, jak získávají a mění svou identitu a funkci.
Proces 3D biotisku rostlinných buněk je mechanicky podobný použití tiskové barvy nebo plastu, s několika nezbytnými úpravami.
Místo inkoustu pro 3D tisk vědci používají „bioinkoust“ neboli živé rostlinné buňky. Mechanika v obou procesech je stejná, s výjimkou několika pozoruhodných rozdílů pro rostlinné buňky: ultrafialový filtr používaný k udržení sterility a více tiskových hlav pro tisk z různých biomateriálů současně.
Živé rostlinné buňky bez buněčných stěn nebo protoplasty byly biotištěny spolu s živinami, růstovými hormony a zahušťovadlem zvaným agaróza, sloučenina na bázi mořských řas. Agaróza pomáhá zajistit buněčnou sílu.
Studie ukázala, že více než polovina 3D biotištěných buněk byla životaschopná a v průběhu času se rozdělily do malých kolonií.
Vědci také biotiskli jednotlivé buňky, aby zjistili, zda se mohou regenerovat nebo dělit a množit. Výsledky ukázaly, že kořenové a výhonkové buňky Arabidopsis potřebují různé kombinace živin pro optimální vitalitu.
Mezitím více než 40 % jednotlivých sójových embryonálních buněk zůstalo životaschopných dva týdny po biotisku a také se časem rozdělily na mikrobuňky.
3D biotisk může být užitečný pro studium buněčné regenerace v kulturních rostlinách.
Kořenové buňky Arabidopsis a sójové embryonální buňky jsou známé vysokou rychlostí proliferace a nedostatkem pevných identifikací. Jinými slovy, jako zvířecí nebo lidské kmenové buňky se tyto buňky mohou stát různými typy buněk.
Biotištěné buňky mohou převzít identitu kmenových buněk; dělí se, rostou a vyjadřují specifické geny.
Tato studie demonstruje silný potenciál použití 3D biotisku k identifikaci optimálních sloučenin potřebných k udržení životaschopnosti rostlinných buněk a komunikace v kontrolovaném prostředí.
Výzkum publikovaný v časopise Věda Zálohy.