Ný rannsókn frá háskólanum í Norður-Karólínu (Bandaríkjunum) sýnir fram á endurtakanlega leið til að rannsaka frumusamskipti milli mismunandi tegunda plöntufrumna með því að „lífprenta“ þessar frumur með þrívíddarprentara. News.ncsu.edu vefgátt.
Að rannsaka hvernig plöntufrumur hafa samskipti sín á milli og umhverfi sínu er lykillinn að betri skilningi á starfsemi plöntufrumna og getur leitt til betri ræktunarafbrigða.
Vísindamenn prenta líkanplöntufrumur Arabidopsis thaliana og soja, til að rannsaka ekki aðeins hvort plöntufrumur lifi af lífprentun – og hversu lengi – heldur einnig til að skilja hvernig þær öðlast og breyta sjálfsmynd sinni og virkni.
3D lífprentunarferlið fyrir plöntufrumur er vélrænt svipað því að nota prentblek eða plast, með nokkrum nauðsynlegum breytingum.
Í stað þrívíddarprentbleks nota vísindamenn „lífblek“ eða lifandi plöntufrumur. Aflfræðin í báðum ferlunum er sú sama, fyrir utan nokkra athyglisverða mun á plöntufrumum: útfjólublá sía sem notuð er til að viðhalda dauðhreinsun og marga prenthausa til að prenta úr mismunandi lífefnum samtímis.
Lifandi plöntufrumur án frumuveggja, eða frumplasta, voru lífprentaðar ásamt næringarefnum, vaxtarhormónum og þykkingarefni sem kallast agarósa, efnasamband sem byggir á þangi. Agarósa hjálpar til við að veita frumustyrk.
Rannsóknin sýndi að meira en helmingur 3D lífprentaðra frumna var lífvænlegur og skiptist með tímanum til að mynda litlar nýlendur.
Rannsakendur lífprentuðu einnig einstakar frumur til að sjá hvort þær gætu endurnýjað sig eða skipt sér og fjölgað sér. Niðurstöðurnar sýndu að rót og skjóta frumur Arabidopsis þarf mismunandi samsetningar næringarefna fyrir hámarks orku.
Á sama tíma héldu meira en 40% einstakra fósturfrumna sojabauna lífvænlegum tveimur vikum eftir lífprentun og skiptust einnig með tímanum til að mynda örfrumur.
3D lífprentun getur verið gagnleg til að rannsaka frumuendurnýjun í ræktuðum plöntum.
Rótarfrumur Arabidopsis og sojabaunafósturfrumur eru þekktar fyrir mikla útbreiðsluhraða og skort á föstum auðkenningum. Með öðrum orðum, eins og stofnfrumur úr dýrum eða mönnum, geta þessar frumur orðið mismunandi tegundir frumna.
Lífprentaðar frumur geta tekið á sig deili á stofnfrumum; þau skipta sér, vaxa og tjá ákveðin gen.
Þessi rannsókn sýnir fram á kraftmikla möguleika þess að nota 3D lífprentun til að bera kennsl á bestu efnasamböndin sem þarf til að viðhalda lífvænleika og samskiptum plantnafrumna í stýrðu umhverfi.
Rannsóknir birtar í tímaritinu Vísindi Framfarir.