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(noticias nanowerk) Los científicos utilizan células para crear nuevos tipos de materiales que pueden crecer, repararse e incluso responder a su entorno. Estos “materiales vivos diseñados” sólidos se crean incrustando células en una matriz inanimada a la que se le da la forma deseada. Ahora los investigadores están informando Ciencia Central ACS (“Advancing Engineered Plant Living Materials Through Tobacco BY-2 Cell Growth and Transfection Within Tailored Granular Hydrogel Scaffolds”) que imprimieron en 3D una biotinta utilizando células vegetales, que luego fueron modificadas genéticamente para crear materiales programables. Las aplicaciones algún día podrían incluir la bioproducción y la construcción sostenible.
Recientemente, los investigadores han desarrollado materiales vivos diseñados basándose principalmente en células bacterianas y fúngicas como componente vivo. Pero las propiedades únicas de las células vegetales han despertado entusiasmo por su uso en materiales de vida vegetal diseñados (EPLM). Sin embargo, los materiales a base de células vegetales producidos hasta ahora han tenido estructuras bastante simples y una funcionalidad limitada. Ziyi Yu, Zhengao Di y sus colegas se propusieron cambiar eso creando EPLM de formas intrincadas que contienen células vegetales genéticamente modificadas con comportamientos y capacidades personalizables.
Los investigadores mezclaron células de la planta del tabaco con gelatina y micropartículas de hidrogel que contenían. Agrobacterium tumefaciens, una bacteria comúnmente utilizada para transferir segmentos de ADN a genomas de plantas. Luego, esta mezcla de biotinta se imprimió en 3D en una placa plana o en un recipiente lleno con otro gel para formar formas como rejillas, copos de nieve, hojas y espirales. Luego, el hidrogel de los materiales impresos se curó con luz azul, endureciendo las estructuras.
Durante las siguientes 48 horas, las bacterias de los EPLM transfirieron ADN a las células de tabaco en crecimiento. Luego, los materiales se lavaron con antibióticos para matar las bacterias. A medida que las células vegetales crecieron y se replicaron en los EPLM durante las semanas siguientes, comenzaron a producir proteínas dictadas por el ADN transferido.
En este estudio de prueba de concepto, el ADN transferido permitió a las células de la planta del tabaco producir proteínas fluorescentes verdes, o betalaínas, pigmentos vegetales rojos o amarillos valorados como tintes naturales y suplementos dietéticos. Al imprimir un EPLM en forma de hoja con dos biotintas diferentes, una que producía pigmentos rojos a lo largo de las venas y la otra un pigmento amarillo en el resto de la hoja, los investigadores demostraron que su técnica puede crear estructuras complejas, espacialmente controladas y multifuncionales.
Según los investigadores, estos EPLM, que combinan las propiedades de los organismos vivos con la estabilidad y durabilidad de sustancias no vivas, podrían usarse como fábricas celulares para producir metabolitos vegetales o proteínas farmacéuticas o incluso en aplicaciones de construcción sostenible.
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