Ново проучване от Университета на Северна Каролина (САЩ) демонстрира възпроизводим начин за изследване на клетъчната комуникация между различни видове растителни клетки чрез „биопринтиране“ на тези клетки с помощта на 3D принтер. Портал News.ncsu.edu.
Изучаването на взаимодействието на растителните клетки помежду си и с околната среда е ключово за по-доброто разбиране на функциите на растителните клетки и може да доведе до по-добри сортове култури.
Изследователите отпечатват модели на растителни клетки Arabidopsis thaliana и соя, за да не само проучат дали растителните клетки оцеляват при биопринтиране - и за колко време - но и да разберат как те придобиват и променят своята идентичност и функция.
Процесът на 3D биопринтиране на растителни клетки е механично подобен на използването на печатно мастило или пластмаса, с няколко необходими модификации.
Вместо мастило за 3D печат учените използват „биомастило“ или живи растителни клетки. Механиката и в двата процеса е една и съща, с изключение на няколко забележителни разлики за растителните клетки: ултравиолетов филтър, използван за поддържане на стерилност, и множество печатащи глави за отпечатване от различни биоматериали едновременно.
Живи растителни клетки без клетъчни стени или протопласти бяха биоотпечатани заедно с хранителни вещества, хормони на растежа и сгъстител, наречен агароза, съединение на базата на морски водорасли. Агарозата помага за осигуряване на здравина на клетките.
Проучването показа, че повече от половината от 3D биопринтираните клетки са жизнеспособни и се разделят с течение на времето, за да образуват малки колонии.
Изследователите също биопринтираха отделни клетки, за да видят дали могат да се регенерират или да се делят и размножават. Резултатите показаха, че корен и издънки клетки Arabidopsis се нуждаят от различни комбинации от хранителни вещества за оптимална жизненост.
Междувременно повече от 40% от отделните соеви ембрионални клетки остават жизнеспособни две седмици след биопринтирането и също се разделят с течение на времето, за да образуват микроклетки.
3D биопринтирането може да бъде полезно за изучаване на клетъчната регенерация в култивирани растения.
Коренови клетки Arabidopsis и соевите ембрионални клетки са известни с висока степен на пролиферация и липса на фиксирани идентификации. С други думи, подобно на животински или човешки стволови клетки, тези клетки могат да станат различни видове клетки.
Биопринтираните клетки могат да поемат идентичността на стволовите клетки; те се делят, растат и експресират специфични гени.
Това проучване демонстрира мощния потенциал на използването на 3D биопечат за идентифициране на оптималните съединения, необходими за поддържане на жизнеспособността и комуникацията на растителните клетки в контролирана среда.
Изследването е публикувано в сп Наука Авансите.