Sebuah studi baru dari University of North Carolina (AS) menunjukkan cara yang dapat direproduksi untuk mempelajari komunikasi seluler antara berbagai jenis sel tumbuhan dengan "mencetak secara biologis" sel-sel ini menggunakan printer 3D. Portal berita.ncsu.edu.
Mempelajari bagaimana sel tumbuhan berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya adalah kunci untuk pemahaman yang lebih baik tentang fungsi sel tumbuhan dan dapat menghasilkan varietas tanaman yang lebih baik.
Peneliti mencetak model sel tumbuhan Arabidopsis thaliana dan kedelai, untuk tidak hanya mempelajari apakah sel tumbuhan bertahan dari bioprinting—dan untuk berapa lama—tetapi juga untuk memahami bagaimana mereka memperoleh dan mengubah identitas dan fungsinya.
Proses bioprinting 3D untuk sel tumbuhan secara mekanis mirip dengan menggunakan tinta cetak atau plastik, dengan beberapa modifikasi yang diperlukan.
Alih-alih tinta cetak 3D, para ilmuwan menggunakan “tinta bio”, atau sel tumbuhan hidup. Mekanisme dalam kedua proses adalah sama, kecuali untuk beberapa perbedaan penting untuk sel tumbuhan: filter ultraviolet yang digunakan untuk menjaga sterilitas, dan beberapa printhead untuk mencetak dari biomaterial yang berbeda secara bersamaan.
Sel tumbuhan hidup tanpa dinding sel, atau protoplas, dicetak secara biologis bersama dengan nutrisi, hormon pertumbuhan, dan zat pengental yang disebut agarosa, senyawa berbasis rumput laut. Agarose membantu memberikan kekuatan sel.
Studi menunjukkan bahwa lebih dari setengah sel bioprinted 3D layak dan dibagi dari waktu ke waktu untuk membentuk koloni kecil.
Para peneliti juga membuat bioprint sel individu untuk melihat apakah mereka dapat beregenerasi atau membelah dan berkembang biak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sel akar dan pucuk Arabidopsis membutuhkan kombinasi nutrisi yang berbeda untuk vitalitas yang optimal.
Sementara itu, lebih dari 40% sel embrio kedelai individu tetap hidup dua minggu setelah bioprinting dan juga membelah dari waktu ke waktu untuk membentuk sel mikro.
Bioprinting 3D mungkin berguna untuk mempelajari regenerasi sel pada tanaman budidaya.
sel akar Arabidopsis dan sel embrio kedelai dikenal dengan tingkat proliferasi yang tinggi dan kurangnya identifikasi yang pasti. Dengan kata lain, seperti sel induk hewan atau manusia, sel-sel ini dapat menjadi berbagai jenis sel.
Sel bioprinted dapat mengambil identitas sel induk; mereka membelah, tumbuh, dan mengekspresikan gen tertentu.
Studi ini menunjukkan potensi kuat menggunakan bioprinting 3D untuk mengidentifikasi senyawa optimal yang dibutuhkan untuk mempertahankan viabilitas dan komunikasi sel tanaman dalam lingkungan yang terkendali.
Penelitian yang dipublikasikan di jurnal Kemajuan ilmu pengetahuan.