Põhja-Carolina ülikooli (USA) uus uuring demonstreerib reprodutseeritavat viisi, kuidas uurida rakulist sidet eri tüüpi taimerakkude vahel, "bioprintides" neid rakke 3D-printeri abil. Portaal News.ncsu.edu.
Taimerakkude üksteise ja keskkonnaga suhtlemise uurimine on taimerakkude funktsioonide paremaks mõistmiseks võtmetähtsusega ja võib viia paremate põllukultuuride sortide loomiseni.
Teadlased prindivad mudeltaimerakke Arabidopsis thaliana ja soja, et mitte ainult uurida, kas taimerakud elavad bioprintimise üle – ja kui kaua –, vaid ka mõista, kuidas nad oma identiteeti ja funktsiooni omandavad ja muudavad.
Taimerakkude 3D-bioprintimise protsess on mehaaniliselt sarnane trükivärvi või plasti kasutamisele, kuid selles on mõned vajalikud muudatused.
3D-trükivärvi asemel kasutavad teadlased biotinti ehk elusaid taimerakke. Mõlema protsessi mehaanika on sama, välja arvatud mõned märkimisväärsed erinevused taimerakkude puhul: steriilsuse säilitamiseks kasutatav ultraviolettfilter ja mitu prindipead erinevatelt biomaterjalidelt üheaegselt printimiseks.
Elusad taimerakud ilma rakuseinata ehk protoplastideta biotrükiti koos toitainete, kasvuhormoonide ja paksendava ainega, mida nimetatakse agaroosiks, mis on merevetikatel põhinev ühend. Agaroos aitab tagada rakkude tugevust.
Uuring näitas, et enam kui pooled 3D bioprinditud rakkudest olid elujõulised ja jagunesid aja jooksul väikesteks kolooniateks.
Teadlased prindisid ka üksikuid rakke bioprintimisega, et näha, kas need suudavad taastuda või jaguneda ja paljuneda. Tulemused näitasid, et juur- ja võrserakud Arabidopsis vajavad optimaalse elujõu tagamiseks erinevaid toitainete kombinatsioone.
Samal ajal jäi enam kui 40% üksikutest sojaoa embrüonaalsetest rakkudest elujõuliseks kaks nädalat pärast bioprintimist ja jagati aja jooksul ka mikrorakkude moodustamiseks.
3D-bioprintimine võib olla kasulik kultuurtaimede rakkude taastumise uurimiseks.
Juurerakud Arabidopsis ja sojaoa embrüonaalsed rakud on tuntud kõrge proliferatsioonimäära ja fikseeritud identifitseerimise puudumise poolest. Teisisõnu, nagu loomade või inimeste tüvirakud, võivad need rakud muutuda erinevat tüüpi rakkudeks.
Bioprinditud rakud võivad omandada tüvirakkude identiteedi; nad jagunevad, kasvavad ja ekspresseerivad spetsiifilisi geene.
See uuring näitab 3D-bioprintimise võimsat potentsiaali, et tuvastada optimaalsed ühendid, mis on vajalikud taimerakkude elujõulisuse ja kommunikatsiooni säilitamiseks kontrollitud keskkonnas.
Ajakirjas avaldatud uurimustöö Teadus ettemaksed.