Şimdi 'kendi biyotob yapabilirsin'

Son birkaç yıldır Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, kas hücreleri tarafından güçlendirilmiş ve elektriksel ve optik darbeler ile kontrol edilen "bio-bot" yürüme sınıfı geliştiriyorlar. Şimdi, Rashid Beşir'in araştırma grubu şu anki biyotopik kuşaklar için tarifi paylaşıyor. Onların nasıl yapılır belgesi Doğa Protokolleri'ndeki kapak makalesi .

"Protokol, 3D baskıdan iskelet üretmeye, iskelet kası aktüatörünü doku mühendisliğine, üreticileri ve laboratuarda kullandığımız her şey için parça numaralarını içeren bir biyo-bot kurmanın her adımını öğretiyor" diyor, şimdi doktora sonrası bir araştırmacı olan Ritu Raman açıkladı Biyomühendislik Bölümü ve gazetenin ilk yazarı "Kasla çalışan biyolojik makinelerin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu için modüler bir yaklaşım."

"Bu protokol esasen, PNAS 2016 ve PNAS 2014 belgelerinde gösterdiğimiz sonuçların çoğaltılmasını isteyen ve onlara kendi biyolojik botlarını oluşturmak için bir çerçeve vermek isteyen dünyanın her yerinde bir bilim adamı için tek bir referans olarak tasarlanmıştır. Çeşitli uygulamalar "dedi.

Gazetede belirtildiği üzere, "Hücrelerden ve biyomalzemelerden oluşan biyolojik makineler, çevresel sinyallere gerçek zamanlı olarak dinamik olarak algılama, işleme, yanıt verme ve uyarlama potansiyeline sahiptir." Bu, bu "sistemlerin bir gün kendini düzenleme, kendi kendine örgütlenme, kendine iyileşme ve kompozisyon ve işlevselliğin çevreye en uygun hale getirilmesi gibi karmaşık davranışları gösterebileceği" heyecan verici imkanlara neden olabilir.

Beşir'in grubu, bir bükülmez 3D baskılı hidrojellerden ve canlı hücrelerden oluşan, bir santimetreden daha kısa bir sürede biyolojik botlar tasarlamakta ve kurmakta öncü oldu. 2012'de grup, farelerden kalp hücrelerini yenerek kendi başlarına "yürüyebilecek" biyotik botları gösterdi. Bununla birlikte kalp hücreleri, araştırmacıların botun hareketi üzerindeki kontrolünü inkar ederek sürekli sözleşme yapıyor.

"Bu yazının amacı, ayrıntılı tarif ve protokolleri sağlamaktı, böylece başkalarının işi kolayca kopyalayabilmesi ve" biyoloji ile yapı "fikrine daha fazla nüfuz etmesine yardımcı olması - böylece diğer araştırmacıların ve eğitimcilerin araçlara ve bilgiye sahip olabilmelerini sağladı. Bu biyo-hibrid sistemleri inşa etmek ve bir toplum olarak karşılaştığımız sağlık, tıp ve çevre sorunlarını gidermeye çalışmaktır "diye belirtti Rashid Bashir, Mühendislik dalında Grainger Başkanlarından ve Illinois Biyomühendislik Departmanı başkanından.

"3D baskı devrimi bize 'biyoloji ile inşa' için gerekli araçları bize bu şekilde verdi." Dedi Raman. "3D baskılı püskürtme kalıbını, çok çeşitli biyo-bot iskeletlerinin herhangi birine manuel olarak aktarılabilen iskelet kası halkaları üretmek üzere yeniden tasarladık.Bu halkaların üretilenlere benzer pasif ve aktif gerilim kuvvetleri ürettiği gösterildi. Kas bandı ile.

Raman, "Optogenetik teknikler kullanarak, 470 nm'lik mavi ışığın darbeleri ile kontrole uyarılan ışığa duyarlı bir iskelet kası hücre çizgisini genetik mühendislik yapmak için MIT'deki ortak çalışanlarla birlikte çalıştık" diye ekledi. "Sonuçta elde edilen optogenetik kas halkaları, simetrik geometrik desenlere sahip çok bacaklı biyotop iskeletlerine bağlandı. Işık uyaranlara karşı ışık uyarılarının daha spatio-temporal kontrolü ile mümkün olan kontraksiyonun lokalize uyarımı, yönlü hareket ve 2D döner direksiyonu çalıştırmak için kullanıldı. "Dedi.

Öykü Kaynak:

Illinois Üniversitesi Mühendislik Fakültesi