باکتری‌ها کارخانه‌ تولید مواد خام می‌شوند

محققان با استفاده از باکتری‌های زنده، جوهری را مخصوص پرینترهای سه‌بعدی طراحی کرده‌اند که در آن باکتری‌ها در حین بیرون آمدن از چاپگر سه‌بعدی پروتئین‌هایی ترشح می‌کنند که باعث اتصال آنها به همدیگر می‌شود و جوهر محکمی را تشکیل می‌دهد.

کد خبر: ۱۲۷۳۶۱۴

تاریخ: ۱۳ بهمن ۱۴۰۰ - ۱۲:۱۳

به گزاش خبرگزاری دانا دانشمندان ده‌ها سال است که از میکروب‌ها برای ساخت دارو و مواد شیمیایی استفاده می‌کنند، اما به تازگی باکتری‌ها را به کارخانه‌های تولید مواد کوچک یا جوهر مخصوص پرینترهای سه‌بعدی تبدیل کرده‌اند. این جوهرها خیلی شبیه به ژله هستند و برخی از میکروب‌های درون آن در واقع زنده‌اند.

آنا دوراج‌تات، مهندس زیست‌مواد در دانشگاه ویرجینیا تک و یکی از اعضای تیم سازنده جوهرهای میکروبی، می‌گوید: چندین دهه است دانشمندان از باکتری‌ها برای پمپاژ دارو، مواد شیمیایی و سوخت استفاده می‌کنند. اما اخیرا باکتری‌ها را به شکلی اصلاح کرده‌اند تا به کارخانه‌های کوچک تولید مواد خام تبدیل شوند.

دوراج‌تات و همکارانش این پروژه تحقیقاتی را از زمانی شروع کردند که در دانشگاه هاروارد درس می‌خواندند. این تیم نوعی باکتری معمولی به نام ای‌کولی را اصلاح کردند. آنها ژن‌های موجود در این باکتری را تغییر دادند تا فیبرهای پروتئینی را که باکتری‌ها می‌سازند اصلاح کنند و به عنوان یک ماده غذایی در محیط خود ترشح کنند. این پروتئین‌ها و سایر مولکول‌ها یک تکیه‌گاه ساختاری شبیه به لانه پرنده برای باکتری‌ها تشکیل می‌دهند.

باکتری‌های ای‌کولی را به دو بخش تقسیم کردند. برای گروه اول ژن‌های تغییریافته ساختار را اضافه کردند که دانشمندان آن را «دستگیره» می‌نامند. در گروه دیگر، تغییری ایجاد کردند که الیاف ساختاری به نام «روزنه» داشته باشند. زمانی که این دو نوع ای‌کلی اصلاح شده با هم رشد کردند، هر دو نوع ساختار ساخته شدند. حفره‌ها مانند سوکت برای دستگیره‌ها عمل کردند و زمانی که این دو به هم چسبیدند، پروتئین‌های شبکه‌ای را تشکیل دادند که از مواد اولیه بسیار محکم‌تر است.

این تیم تحقیقاتی مخلوط این باکتری‌ها را فیلتر کردند و میکروب‌ها و ترکیب مواد مغذی را که آنها را تغذیه می‌کردند از بین بردند. در نهایت یک ژل مربوط یا هیدروژل حاوی الیاف باقی ماند.

این تیم ماده حاصله را در چاپگر سه‌بعدی آزمایش کردند تا ببینند آیا برای چاپ سه‌بعدی کار می‌کند یا نه و در این آزمایش سفتی جوهر و میزان نیروی لازم برای تغییر شکل آن را آزمایش کردند. آنها دوباره میکروب‌ها را به برخی جوهرها اضافه کردند و متوجه شدند که این ماده با سلول‌های زنده توانایی‌های جدیدی به دست می‌آورند. به طور مثال یک جوهر حاوی ای‌کولی برای ساختن داروی درمان سرطان و یک جوهر دیگر برای مکیدن یک نوع ماده شیمیایی طراحی کردند.

محققان می‌گویند: این نوع جوهر برای ساختن مصالح ساختمانی بسیار لطیف است. با این حال می‌توان میکروب‌ها را برای ساختن مواد سخت‌تر و محکم‌تر هم مهندسی کرد. میکروب‌ها ممکن است بتوانند به ساخت موادی با زباله کمتر هم کمک کنند.

آنها معتقدند که این نوع جوهر مزایا و کاربردهای بسیاری دارد که هنوز محققان به آن فکر نکرده‌اند.

انتهای پیام/