En ny studie fra University of North Carolina (USA) viser en reproduserbar måte å studere mobilkommunikasjon mellom ulike typer planteceller ved å "bioprinte" disse cellene ved hjelp av en 3D-printer. News.ncsu.edu-portalen.
Å studere hvordan planteceller samhandler med hverandre og med miljøet deres er nøkkelen til en bedre forståelse av plantecellefunksjoner og kan føre til bedre avlingsvarianter.
Forskere trykker modellplanteceller Arabidopsis thaliana og soya, for ikke bare å studere om planteceller overlever bioprinting – og hvor lenge – men også for å forstå hvordan de tilegner seg og endrer sin identitet og funksjon.
3D-bioprintingsprosessen for planteceller ligner mekanisk på å bruke trykksverte eller plast, med noen få nødvendige modifikasjoner.
I stedet for 3D-utskriftsblekk, bruker forskere "bio-blekk" eller levende planteceller. Mekanikken i begge prosessene er den samme, bortsett fra noen få bemerkelsesverdige forskjeller for planteceller: et ultrafiolett filter som brukes til å opprettholde sterilitet, og flere skrivehoder for å skrive ut fra forskjellige biomaterialer samtidig.
Levende planteceller uten cellevegger, eller protoplaster, ble bioprintet sammen med næringsstoffer, veksthormoner og et fortykningsmiddel kalt agarose, en tangbasert forbindelse. Agarose bidrar til å gi cellestyrke.
Studien viste at mer enn halvparten av de 3D-bioprintede cellene var levedyktige og delte seg over tid for å danne små kolonier.
Forskerne bioprintet også individuelle celler for å se om de kunne regenerere eller dele seg og formere seg. Resultatene viste at rot- og skuddceller Arabidopsis trenger ulike kombinasjoner av næringsstoffer for optimal vitalitet.
I mellomtiden forble mer enn 40 % av individuelle embryonale soyabønneceller levedyktige to uker etter bioprinting og delte seg også over tid for å danne mikroceller.
3D-bioprinting kan være nyttig for å studere cellulær regenerering i dyrkede planter.
Rotceller Arabidopsis og soyabønne embryonale celler er kjent for høye spredningshastigheter og mangel på faste identifiseringer. Med andre ord, som dyre- eller menneskestamceller, kan disse cellene bli forskjellige typer celler.
Bioprintede celler kan ta på seg identiteten til stamceller; de deler, vokser og uttrykker spesifikke gener.
Denne studien demonstrerer det kraftige potensialet ved å bruke 3D-bioprinting for å identifisere de optimale forbindelsene som trengs for å opprettholde plantecellers levedyktighet og kommunikasjon i et kontrollert miljø.
Forskning publisert i tidsskriftet Vitenskap Fremskritt.