Một nghiên cứu mới của Đại học Bắc Carolina (Mỹ) đã chứng minh một cách có thể tái tạo để nghiên cứu giao tiếp tế bào giữa các loại tế bào thực vật khác nhau bằng cách "in sinh học" các tế bào này bằng máy in 3D. Cổng thông tin News.ncsu.edu.
Nghiên cứu cách các tế bào thực vật tương tác với nhau và với môi trường là chìa khóa để hiểu rõ hơn về các chức năng của tế bào thực vật và có thể dẫn đến các giống cây trồng tốt hơn.
Các nhà nghiên cứu in các tế bào thực vật mô hình Arabidopsis thaliana và đậu nành, để không chỉ nghiên cứu xem tế bào thực vật có tồn tại trong quá trình in sinh học hay không - và trong bao lâu - mà còn để hiểu cách chúng thu nhận và thay đổi danh tính cũng như chức năng của chúng.
Quá trình in sinh học 3D cho tế bào thực vật về mặt cơ học tương tự như sử dụng mực in hoặc nhựa, với một số sửa đổi cần thiết.
Thay vì mực in 3D, các nhà khoa học đang sử dụng “mực sinh học” hay còn gọi là tế bào thực vật sống. Cơ chế trong cả hai quy trình đều giống nhau, ngoại trừ một số khác biệt đáng chú ý đối với tế bào thực vật: một bộ lọc tia cực tím được sử dụng để duy trì sự vô trùng và nhiều đầu in để in đồng thời từ các vật liệu sinh học khác nhau.
Các tế bào thực vật sống không có thành tế bào, hoặc nguyên sinh chất, được in sinh học cùng với các chất dinh dưỡng, hormone tăng trưởng và một chất làm dày được gọi là agarose, một hợp chất có nguồn gốc từ rong biển. Agarose giúp cung cấp sức mạnh cho tế bào.
Nghiên cứu cho thấy hơn một nửa số tế bào được in sinh học 3D có thể sống được và phân chia theo thời gian để tạo thành các khuẩn lạc nhỏ.
Các nhà nghiên cứu cũng nhân bản sinh học các tế bào riêng lẻ để xem liệu chúng có thể tái tạo hoặc phân chia và nhân lên hay không. Kết quả cho thấy các tế bào rễ và chồi Arabidopsis cần sự kết hợp khác nhau của các chất dinh dưỡng để có sức sống tối ưu.
Trong khi đó, hơn 40% tế bào phôi đậu nành riêng lẻ vẫn tồn tại được hai tuần sau khi in sinh học và cũng phân chia theo thời gian để tạo thành các tế bào vi mô.
In sinh học 3D có thể hữu ích để nghiên cứu quá trình tái tạo tế bào ở cây trồng.
Tế bào gốc Arabidopsis và tế bào phôi đậu nành được biết đến với tỷ lệ tăng sinh cao và thiếu các đặc điểm nhận dạng cố định. Nói cách khác, giống như tế bào gốc của động vật hoặc người, những tế bào này có thể trở thành những loại tế bào khác nhau.
Tế bào được in sinh học có thể nhận dạng các tế bào gốc; chúng phân chia, phát triển và biểu hiện các gen cụ thể.
Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng mạnh mẽ của việc sử dụng in sinh học 3D để xác định các hợp chất tối ưu cần thiết để duy trì khả năng tồn tại và giao tiếp của tế bào thực vật trong môi trường được kiểm soát.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Những tiến bộ khoa học.