KAMPERS: Bioproduzione di molecole strutturali per filamenti di stampa 3D

“Scopri in che misura i nuovi materiali sintetizzati attraverso la biologia sintetica possono produrre polimeri strutturali o resine di qualità superiore con durata programmabile”.

Bailey Hume, Jesse Rozsa, Hyun Jin Jung e Mark P. Running sono ricercatori dell’Università di Louisville , concentrati su un’area unica della scienza dei materiali nella bioprinting, come dettagliato nel loro studio recentemente pubblicato, ” Bioproduzione di molecole per filamenti di stampa 3D strutturale . ‘

L’obiettivo generale della ricerca era quello di creare un materiale organico, conduttivo e biodegradabile, derivante dallo sviluppo di una linea mutante knockout ggb di P. patens che doveva essere “immortale” e offrire prestazioni più elevate rispetto a “ceppi selvatici” ‘usato nei bioreattori. L’accessibilità economica era un requisito anche poiché i ricercatori cercavano una fonte rinnovabile che sarebbe adatta anche in un ambiente industriale, sfruttando i formidabili benefici inclusi nella stampa 3D.

P. patens è anche noto come diffusione del muschio della terra con un genoma sequenziato che ora viene spesso utilizzato in biotecnologia nei bioreattori e come organismo modello.

Il materiale creato attraverso questa ricerca è pensato per essere utilizzato dai partecipanti di KAMPERS .

“Il progetto, intitolato Kentucky Advanced Partnership for Enhanced Robotics and Structures (o KAMPERS), sfrutterà il potere di ricerca collettiva di 40 ricercatori multidisciplinari delle otto università e college del Kentucky, tra cui Regno Unito, UofL, Eastern Kentucky University (EKU), Kentucky State University (KSU), Morehead State University (MSU), Somerset Community College, Transylvania University (TU) e Western Kentucky University (WKU). ”

Questo studio è finanziato da NSF e “KAMPERS, svilupperà materiali per l’elettronica flessibile, produrrà strutture stampate in 3D e integrerà il rilevamento e altre funzioni elettroniche in questi elementi strutturali per far avanzare le interfacce uomo-macchina. ”

Diversi sistemi modello sono stati analizzati dagli enzimi naturali mentre i ricercatori hanno continuato la loro ricerca per trovare risorse naturali considerate “verdi” e in grado di essere scomposte organicamente.

“I sistemi modello comuni che sono stati studiati includono Arabidopsis, tabacco e mais. Il DNA viene inserito casualmente in questi sistemi modello in una varietà di modi in cui inserire DNA estraneo in un ospite. In particolare, nelle patene Physcomitrella è possibile utilizzare la sostituzione genica della ricombinazione genica per inserire DNA estraneo. Questo sistema è stato ampiamente studiato negli ultimi dieci anni e prevediamo di utilizzare questo sistema per produrre materiali ecologici per l’industria “, hanno spiegato i ricercatori.

I test genetici / estrazione sono stati effettuati attraverso:

Selezione di antibiotici
elettroforesi
PCR
RT-qPCR
Macchie occidentali
sequencing
Gli antibiotici usati avevano lo scopo di creare cellule selettive con “geni di interesse” e di essere cresciute in liquidi per diversi giorni in laboratorio.

I ricercatori hanno anche considerato quanto segue:

Cromatografia su strato sottile: identificazione dei materiali di interesse
Cromatografia liquida – separa i materiali in frazioni
Gascromatografia: quantificare la composizione dei prodotti
Per garantire e confermare che, di fatto, sono avvenute modificazioni genetiche, è stato eseguito il sequenziamento per valutare i geni bersaglio. Ogni cellula di E. coli si divide, con vettori anche riproducenti.

“Dopo che i vettori sono stati raccolti dalle cellule, verranno utilizzati gli enzimi di restrizione per accertare il nostro gene di interesse dalla cellula”, hanno concluso i ricercatori. “Infine, questi geni di interesse verranno inseriti nei vettori di destinazione che subiranno la trasformazione nel nostro sistema modello e quindi anche la ricombinazione omologa.

“L’estrazione dell’RNA, l’elettroforesi su gel di agarosio e la PCR verranno utilizzate per valutare l’entità della modificazione genetica nel P. patens. Per garantire e confermare che, in effetti, si sono verificate modificazioni genetiche, verrà effettuato il sequenziamento per identificare i geni di interesse nei loro specifici frame. “

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