3Dプリント技術は微生物を「互いに戦う」から「協力する」に変える

3Dプリント技術は微生物を「互いに戦う」から「協力する」に変える
出典:中国科学日報

最近、南京理工大学の国家重点材料化学工学研究室は、微生物の時空間配置を制御するための新しい戦略を開発しました。新しい超分子ハイドロゲル材料を準備し、3Dプリントで微生物をそれに統合することで、微生物細胞の空間制御を実現し、生物学的プロセスの効率を最大化します。関連する結果は「small」に掲載されました。

「自然界の微生物群は、しばしば相互協力を通じて共存しています。この特徴を利用することで、バイオ製​​造のための人工多細胞システムを開発することができます。しかし、実際の実験室環境では、これら2つの微生物を単に一緒に配置した場合、それらは『互いに戦い』、一方が成長し、もう一方が負けてしまいます。これを防ぐために、微生物のための『家』を建てて、微生物が自分の『部屋』に『平和に』留まり、互いに協力して作業を完了できないかと考えました」と、論文の責任著者で南京工科大学材料化学工学国家重点実験室の教授であるYu Ziyi氏は述べた。研究チームは3Dプリントの方法を考案した。「3Dプリントは、微生物を固定位置に配置できるだけでなく、接触面積を拡大して生体触媒反応の効率を向上させることができます。」

研究チームはまた、官能化ヒアルロン酸とククルビツリルを主成分とする新しい超分子ハイドロゲル材料も開発しました。超分子ハイドロゲル材料は、微生物の固定や増殖に適しているだけでなく、3D プリント用のバイオインクとしても使用できます。

「このタイプのハイドロゲルは歯磨き粉に似ています。微生物は特別な『歯磨き粉』の中に留まり、3Dプリンター機器は『歯磨き粉』を圧縮して事前に設計された構造を形成し、均一に分布し、配置可能な細胞を持つ3D構造を準備するために使用できます。この構造はメンテナンス性が高く、歪みを固定します」とYu Ziyi氏は述べた。研究により、3D 格子内の微生物は、発酵およびバイオレメディエーションのプロセス中に高い細胞生存率と代謝活動を維持できることが示されています。

この生きた材料の触媒効率は、単一の微生物を使用する場合と、単に2つを混合する場合と比較して、それぞれ80%と50%増加すると報告されています。 (記者 温彩菲、特派員 朱林)

関連論文情報: https://doi.org/10.1002/smll.202104820



研究、論文

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