Fig. 1:Schema över designstrategi, produktion och funktionella tillämpningar av mikrobiellt bläck. en E. coli var genetiskt modifierad för att producera mikrobiellt bläck genom att fusionera α (knopp) och γ (hål) proteindomäner, härledda från fibrin till den huvudsakliga strukturella komponenten av curlinanofibrer, CsgA. Vid utsöndring, monteras CsgA-α- och CsgA-y-monomererna själv till nanofibrer tvärbundna av knopp-hål-bindningsinteraktionen. b Knopp- och håldomänerna är härledda från fibrin, där de spelar en nyckelroll i supramolekylär polymerisation under blodproppbildning. c Protokollet för att producera mikrobiellt bläck från de konstruerade proteinnanofibrerna involverar standardbakteriekultur, begränsade bearbetningssteg och ingen tillsats av exogena polymerer. Mikrobiellt bläck 3D-printades för att erhålla funktionella levande material. Kredit:DOI:10.1038/s41467-021-26791-x
Ett team av forskare från Harvard University och Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, har utvecklat en typ av levande bläck som kan användas för att skriva ut levande material. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature Communications , beskriver gruppen hur de gjorde sitt bläck och möjliga användningsområden för det.
Under flera år har mikrobiella ingenjörer arbetat med att utveckla ett sätt att skapa levande material för användning i en mängd olika applikationer såsom medicinsk utrustning. Men att få sådana material att överensstämma med önskade 3D-strukturer har visat sig vara en skrämmande uppgift. I denna nya ansträngning har forskarna tagit ett nytt tillvägagångssätt för att ta itu med problemet – konstruerat Escherichia coli för att producera en produkt som kan användas som grund för ett bläck för användning i en 3D-skrivare.
Arbetet började med att bioengineering av bakterierna för att producera levande nanofibrer. Forskarna buntade sedan ihop fibrerna och lade till andra ingredienser för att producera en typ av levande bläck som skulle kunna användas i en konventionell 3D-skrivare. När de fann konceptet genomförbart, biokonstruerade teamet andra mikrober för att producera andra typer av levande fibrer eller material och lade dem till bläcket. De använde sedan bläcket för att skriva ut 3D-objekt som hade levande komponenter. Det ena var ett material som utsöndrade azurin – ett läkemedel mot cancer – när det stimulerades av vissa kemikalier. Ett annat var ett material som binder bisfenol A (ett toxin som har hittat sin väg till miljön) utan hjälp från andra kemikalier eller anordningar.
Forskarna tror att deras koncept tyder på att framställning av sådana bläck kan vara ett självskapande förslag. Teknik kunde läggas till mikroberna för att driva dem att producera kolkopior av sig själva - bläcket kunde bokstavligen odlas i en burk. De uppger också att det verkar möjligt att tekniken skulle kunna användas för att skriva ut förnybara byggmaterial som inte bara skulle växa utan skulle kunna läka sig själv – ett möjligt tillvägagångssätt för att bygga självförsörjande hem här på jorden, eller på månen eller på Mars. + Utforska vidare
© 2021 Science X Network
