Programmerbare reder til celler

Ved hjælp af DNA, små silica partikler, og carbon nanorør, forskere ved Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har udviklet nye programmerbare nanokompositter, der kan skræddersys til forskellige applikationer og programmeres til at nedbrydes hurtigt og forsigtigt. Til medicinske anvendelser, de kan skabe miljøer, hvor menneskelige stamceller kan slå sig ned og udvikle sig videre. Derudover de er velegnede til opsætning af biohybride systemer til at producere strøm, for eksempel. Resultaterne præsenteres i Naturkommunikation og på bioRxiv -platformen.

Stamceller dyrkes til grundforskning og udvikling af effektive terapier mod alvorlige sygdomme, dvs. at udskifte beskadiget væv. Imidlertid, stamceller danner kun sundt væv i et passende miljø. Til dannelse af tredimensionelle vævsstrukturer, materialer er nødvendige, der understøtter cellefunktioner med perfekt elasticitet. Nye programmerbare materialer, der er egnede til brug som substrater i biomedicinske applikationer, er nu blevet udviklet af gruppen af ​​professor Christof M. Niemeyer fra Institute for Biological Interfaces, sammen med kolleger fra Institute of Mechanical Process Engineering and Mechanics, det zoologiske institut, og Institute of Functional Interfaces af KIT. Disse materialer kan blandt andet bruges til at skabe miljøer, hvor menneskelige stamceller kan slå sig ned og videreudvikle.

Som rapporteret af forskerne i Naturkommunikation , de nye materialer består af DNA, små silica partikler, og carbon nanorør. "Disse kompositter fremstilles ved en biokemisk reaktion, og deres egenskaber kan justeres ved at variere mængderne af de enkelte bestanddele, "Christof M. Niemeyer forklarer. Desuden er nanokompositterne kan programmeres til hurtig og skånsom nedbrydning og frigivelse af de celler, der vokser indeni, som derefter kan bruges til yderligere forsøg.

Nye materialer til biohybride systemer

Ifølge en anden publikation fra teamet om bioRxiv bioscience -platformen, de nye nanokompositter kan også bruges til konstruktion af programmerbare biohybride systemer. "Brug af levende mikroorganismer integreret i elektrokemiske apparater er et ekspanderende forskningsområde, "siger professor Johannes Gescher fra Institute for Applied Biosciences (IAB) fra KIT, der var involveret i denne undersøgelse. "Det er muligt at producere mikrobielle brændselsceller, mikrobielle biosensorer, eller mikrobielle bioreaktorer på denne måde. "

Biohybridsystemet konstrueret af KIT -forskere indeholder bakterien Shewanella oneidensis. Det er eksoelektrogen, hvilket betyder, at når det organiske stof nedbrydes under iltmangel, der produceres en elektrisk strøm. Når Shewanella oneidensis dyrkes i nanokompositterne udviklet af KIT, det befolker matrixen af ​​kompositmaterialet, der henviser til, at den ikke-eksoelektrogene Escherichia coli-bakterie forbliver på dens overflade. Det Shewanella-holdige komposit forbliver stabilt i flere dage. Fremtidens arbejde vil være rettet mod at åbne nye bioingeniøranvendelser af de nye materialer.