В новом исследовании биологи из Государственного университета Северной Каролины продемонстрировали новый способ изучения межклеточной коммуникации между разными типами растительных клеток. Воспроизводимость способа обеспечивается специальной технологией биопечати – печати клетками на 3Д-принтере. Изучение межклеточной коммуникации улучшит наше понимание функционирования клеток растений, продвинет нас на пути создания улучшенных вариантов сельскохозяйственных культур и подбора оптимальных условий для их выращивания.
Исследователи печатали клетки популярного модельного растения — резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana), а также клетки сои. Их интересовал не только вопрос выживаемости клеток после 3Д-печати, но и то, каким образом клетки выбирают и меняют свою идентичность и набор функций.
По словам Лизы ван ден Брок, университетского постдока и ведущего автора работы, в корнях растений содержится большое количество типов разных специализированных клеток. Происходит экспрессия различных наборов генов, некоторые из которых зависят от типов клеток. Учёные хотели узнать, что произойдёт с клетками после биопечати и размещения их в определённой среде: останутся ли они в живых и будут ли выполнять свои функции.
Биопечать клеток похожа на печать чернилами или пластиком, но с определёнными особенностями. Ван ден Брок говорит, что они используют «биочернила», применяют ультрафиолетовый фильтр для стерилизации клеточного окружения и несколько печатающих головок для параллельной печати разными биочернилами.
Учёные печатали живые клетки растений без внешних клеточных оболочек – протопласты – вместе с питательными веществами, гормонами роста и загустителем агарозой, извлечённым из водорослей.
Более половины клеток, прошедших через биопечать, выжили и стали делиться, образовав со временем микроколонии. Это стало хорошей новостью для учёных, которые ранее не наблюдали за распечатанными клетками более нескольких часов подряд. Ван ден Брок говорит, что подобная выживаемость наблюдается после размещения клеток вручную, при помощи пипеток. При этом 3Д-принтер позволяет лучше контролировать параметры размещения – давление, скорость печати, а также даёт полный контроль над итоговой конфигурацией колонии.
В целом, учёные сделали вывод, что 3Д биопечать – полезный инструмент для изучения клеточной регенерации в сельскохозяйственных культурах.
