Ученым удалось изготовить живые материалы для 3D-печати из бактерий

Эти организмы создают биопленки, выделяя амилоидное волокно за счет контролируемого участка хромосомы, который называется опероном tapA-sipW-tasA. В свою очередь амилоидные нановолокна обеспечивают структурную целостность биопленки.

Ученым удалось генетически модифицировать белок TasA и внедрить функциональные группы химических веществ в волокна, выделяемые бактериями. Таким образом бактериальные пленки можно настроить как функциональные живые материалы. Исследователи сумели изменить бактерии так, чтобы они выделяли функциональные группы энзимов. Кроме того, они совместили биопленки, изготовленные разными видами бактерий – этот процесс позволил осуществить двухэтапное разложение пестицида параоксона. Эксперимент демонстрирует потенциальную возможность производства эффективных экологичных материалов.

Помимо функциональных возможностей биопленок, исследователи также изучили перспективу их использования в качестве материала. Благодаря своим свойствам биопленки подходят для 3D-печати. Изменение функциональных групп энзимов не оказало негативного воздействия на характеристики биопленок, важные для аддитивного производства – напротив, оно позволило приспособить материал для 3D-печати.

Ученые показали, что живые материалы после 3D-печати способны самостоятельно восстанавливаться, поддерживая исходную форму и сохраняя функциональные характеристики. Бактерии взаимодействовали с волокнами, не снижая рост биопленки и выживаемость клеток. Без дополнительного питания клетки поддерживали жизнедеятельность в течение пяти недель.