Инженерные растительные материалы: учёные создали для 3D-печати живые чернила заданной расцветки
Учёные использовали живые клетки для новых материалов, которые могут расти, развиваться и реагировать на окружающую среду. Управляя такими клетками, появляется возможность вырастить их по заданной форме. На верхней иллюстрации — нанесённые на шаблон-снежинку генетически модифицированные растительные клетки с разницей в две недели, которые росли и набирали объём. Клетками печатали по шаблону, как биочернилами, с помощью 3D-принтера.
В последнее время исследователи разрабатывают живые инженерные материалы, полагаясь в основном на клетки бактерий и грибков в качестве живого компонента. Но у клеток растений — свои уникальные свойства, так что их также использовали для создания так называемых инженерных растительных живых материалов (EPLM). Однако материалы на основе растительных клеток до последнего времени представляли собой упрощённую версию структурно и ограниченную — функционально.
Цзыи Ю, Чжэнгао Ди и другие специалисты задались целью разработать EPLM сложной формы, с генетически модифицированными растительными клетками, чьё дальнейшее развитие и свойства можно было бы настраивать.
Учёные смешали клетки табака с микрочастицами желатина и гидрогеля, содержащими также бактерию Agrobacterium tumefaciens. Заметим, обычно этот микроорганизм используют для переноса определённых участков ДНК в геномы растений. Затем полученной смесью произвели печать с помощью 3D-принтера по форме — это была плоскость, покрытая избирательным образом другим гелем. Формы в неживом геле представляли собой сетки, снежинки, листья и спирали.
Затем напечатанный гидрогель для прочности отверждали специальным синим светом. В течение последующих 48 часов внутри EPLM бактерии переносили ДНК в растущие клетки табака. Затем материалы промывали антибиотиками, чтобы убить бактерии.
В последующие недели, по мере роста и деления растительных клеток в фигурках из EPLM, клетки начали вырабатывать белки и цвета по команде от привнесённой ДНК. Добавленная с бактериями ДНК побудила клетки табака производить зелёные светящиеся белки либо, как вариант, беталаины, то есть красные или жёлтые растительные пигменты, которые ценятся как натуральные красители и пищевые добавки. Через 24 дня цвета стали отчётливыми, как видно на фотографии с результатами роста биочернил в форме листка.

Для этого в форме листка печатали двумя разными биочернилами. Один тип материала выработал красный пигмент вдоль «прожилок», а другой — жёлтый краситель на остальной площади листка. Таким образом исследователи показали, что их технология позволяет создавать сложные, пространственно контролируемые и многофункциональные структуры.
Итак, разработанные EPLM сочетают признаки живых организмов со стабильностью и долговечностью неживых веществ. Создатели надеются, что новинка найдёт применение на неких клеточных фабриках для производства растительных препаратов, лекарственных белков или даже для экологичного строительства.
В последнее время исследователи разрабатывают живые инженерные материалы, полагаясь в основном на клетки бактерий и грибков в качестве живого компонента. Но у клеток растений — свои уникальные свойства, так что их также использовали для создания так называемых инженерных растительных живых материалов (EPLM). Однако материалы на основе растительных клеток до последнего времени представляли собой упрощённую версию структурно и ограниченную — функционально.
Цзыи Ю, Чжэнгао Ди и другие специалисты задались целью разработать EPLM сложной формы, с генетически модифицированными растительными клетками, чьё дальнейшее развитие и свойства можно было бы настраивать.
Учёные смешали клетки табака с микрочастицами желатина и гидрогеля, содержащими также бактерию Agrobacterium tumefaciens. Заметим, обычно этот микроорганизм используют для переноса определённых участков ДНК в геномы растений. Затем полученной смесью произвели печать с помощью 3D-принтера по форме — это была плоскость, покрытая избирательным образом другим гелем. Формы в неживом геле представляли собой сетки, снежинки, листья и спирали.
Затем напечатанный гидрогель для прочности отверждали специальным синим светом. В течение последующих 48 часов внутри EPLM бактерии переносили ДНК в растущие клетки табака. Затем материалы промывали антибиотиками, чтобы убить бактерии.
В последующие недели, по мере роста и деления растительных клеток в фигурках из EPLM, клетки начали вырабатывать белки и цвета по команде от привнесённой ДНК. Добавленная с бактериями ДНК побудила клетки табака производить зелёные светящиеся белки либо, как вариант, беталаины, то есть красные или жёлтые растительные пигменты, которые ценятся как натуральные красители и пищевые добавки. Через 24 дня цвета стали отчётливыми, как видно на фотографии с результатами роста биочернил в форме листка.

Для этого в форме листка печатали двумя разными биочернилами. Один тип материала выработал красный пигмент вдоль «прожилок», а другой — жёлтый краситель на остальной площади листка. Таким образом исследователи показали, что их технология позволяет создавать сложные, пространственно контролируемые и многофункциональные структуры.
Итак, разработанные EPLM сочетают признаки живых организмов со стабильностью и долговечностью неживых веществ. Создатели надеются, что новинка найдёт применение на неких клеточных фабриках для производства растительных препаратов, лекарственных белков или даже для экологичного строительства.
- Дмитрий Ладыгин
- dx.doi.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что-то странное живет в старом топливе, вытекшем из затонувших кораблей во Вторую мировую войну
По словам ученых, в нефтепродуктах на дне моря «не протолкнуться»: 42 типа, 107 классов, 249 отрядов, 432 семейства, 1 047 родов микроорганизмов...
«Космос-2612» против спутника-шпиона: Россия показала, что не будет мириться с американской разведкой на орбите
Почему западные эксперты считают, что противостояние на орбите выходит на более новую и крайне опасную стадию...
В 2025 году в Беринговом море неожиданно появилось огромное количество крабов
Теперь ученые наконец-то нашли разгадку природной аномалии...
Летние каникулы длиной… в два с половиной года: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу
По этой удивительной истории запросто можно снять отличный сериал. Даже несколько сезонов...
Каспийское море снова изменилось: какие острова нанесут на новые карты
Почему географы очень строги к таким объектам и какие требования предъявляют к ним...
Вот почему самый загадочный в мире 600-летний текст до сих пор не расшифрован
Рукопись Войнича могли переплести не по порядку, и этот факт дает ответы на многие вопросы...
1319 подтвержденных случаев реинкарнации: исследование американских ученых выявило поразительные закономерности
Исследователи не знают, как объяснить механизм перерождения, но игнорировать статистику тоже не могут...
Ковчег русских детей: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу (продолжение)
Никто и не ожидал, что летние каникулы вдруг затянутся на два с половиной года...
Похоже, между кошками и их хозяевами существует загадочная гормональная связь
Этот эксперимент напрашивался уже давно, но после вопросов стало еще больше...
Парадокс Ванильного острова: почему на Мадагаскаре все рано или поздно заканчивается революцией
Что такое «красные зоны»? Как с ними связаны горбатые быки? И, вообще, какую роль в этой истории сыграла японское аниме?...
Муравьи Дракулы охотятся с первого дня жизни: их мозг может объяснить такую «кровожадность»
По словам ученых, когда-то такими были все муравьи, но что-то заставило их поменять свое поведение...
Загадочный звездный узор на знаменитой картине Ван Гога поставил точку в споре столетней давности
Выяснилось, что целая толпа литературоведов сильно ошибалась в биографии великого художника...
Новая окаменелость подтверждает: предок человека появился на 200 000 лет раньше, чем считали ученые
Антропологи говорят, что доминировал тогда совсем другой вид, а в итоге выжил именно наш далекий пращур...