Новости

Программируемая среда для клеток

21 января 2020 Рубрика: Исследования и разработки, Новости организаций Ключевые слова: мировые нанотехнологии, биотехнологии, нанокомпозитные материалы, ДНК-композиты, биомедицина, биогибридная система

Ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT, Германия) разрабатывают новые композиты из ДНК, частиц кремнезема и углеродных нанотрубок. В медицине из этих нанокомпозитов можно создавать среду, в которой могут развиваться стволовые клетки. Также новые материалы можно адаптировать для разных задач и применений.

Стволовые клетки культивируются для фундаментальных исследований и разработки эффективных методов лечения тяжелых заболеваний — например, для замены поврежденной ткани. Тем не менее, стволовые клетки будут формировать здоровые ткани только в адекватной среде.

Для создания трехмерных тканевых структур необходимы материалы, которые поддерживают функции клеток за счет идеальной эластичности. Такие — программируемые — материалы, которые можно использовать в качестве субстратов в биомедицинских применениях, были разработаны группой из Технологического института Карлсруэ.

Новые материалы состоят из ДНК, мельчайших частиц кремнезема и углеродных нанотрубок. Эти композиты получают путем биохимической реакции, и их свойства можно регулировать, изменяя количество отдельных компонентов, объясняют авторы разработки. Кроме того, нанокомпозиты могут быть запрограммированы на быстрое и плавное разрушение и высвобождение клеток, выращенных внутри, которые затем можно использовать для дальнейших экспериментов.

У материала множество применений. Нанокомпозиты пригодятся не только для культивации стволовых клеток — с их помощью можно также создать программируемые биогибридные системы, в которых живые микроорганизмы интегрированы в электрохимические устройства. Таким способом можно производить микробные топливные элементы, микробные биосенсоры или микробные биореакторы.

Биогибридная система, созданная исследователями KIT, содержит бактерию Shewanella oneidensis. Это экзоэлектрогенная бактерия, она производит электричество из органических отходов. Когда Shewanella oneidensis культивируется в нанокомпозитах, разработанных KIT, она заполняет матрицу композита, тогда как неэкзоэлектрогенная бактерия Escherichia coli остается на ее поверхности.

Композиция, содержащая Shewanella, остается стабильной в течение нескольких дней.

Результаты исследований представлены в Nature Communications и на платформе bioRxiv.

Источник:

  • Научная Россия, пресс-служба KIT

Ссылка:

Добавить комментарий

  • 31
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4