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Metropoli in 3D per popolazioni batteriche per studiarne le interazioni



comunità batteriche in 3d gelatina

Immagine in microscopia 3d delle colonie confinate nelle strutture artificiali

Utilizzando un laser per attivare il cross-linking in uno stampo di gelatina contenente cellule batteriche sparse in modo casuale , i ricercatori possono ” intrappolare ” i microbi in aree designate , disegnando la struttura tridimensionale delle popolazioni . Lo studio, pubblicato il 7 ottobre 2013 , in “Proceedings of the National Academy of Sciences” , potrebbe consentire ai biologi di studiare il ruolo dell’architettura popolazione nella comunicazione cellulare , pur consentendo il flusso dei messaggi chimici tra i batteri.

“Nelle popolazioni microbiche , non c’è cooperazione, non c’è inganno e non c’è concorrenza , e il modo di comprendere come questi fenomeni molto complessi in realtà funzione non è qualcosa che si può fare solo in una piastra di Petri”, ha detto il bioingegnere Bryan Kaehr del Sandia National Laboratories di Albuquerque, USA .

Jason shear

Jason Shear, responsabile del progetto

Il lavoro è stato svolto dal Graduate Advisor di Kaehr, il chimico e bioingegnere Jason Shear presso l’Università del Texas a Austin , che ha lavorato in realizzazioni 3D con materiali biologici per circa 10 anni . Shear ei suoi colleghi avevano precedentemente utilizzato la tecnica che – tramite reticolazione attraverso un laser che attiva un fotosensibilizzatore che promuove la formazione di legame tra le molecole dello stampo – ha permesso di costruire “case” molecolari di albumina di siero bovino ( BSA) , nella quale coltivare batteri che sonon in grado di nuotare nelle varie “stanze “. I ricercatori hanno potuto poi riscaldare le “case” a 37 ° C , provocando l’apertura delle “porte” e potendo decidere se isolare o lasciar comunicare le varie colonie. “Anche se la casa è  fisicamente chiusa, resta chimicamente aperta”, ha detto Shear . ” Queste mura trasmettono importanti segnali biologici , come i segnali di quorum-sensing e quelli antibiotici . “

Ma una tale procedura è ovviamente limitata alle specie motili di batteri, e ha lasciato molto a desiderare in termini di quali batteri sono finiti nelle diverse stanze . Ora , i ricercatori hanno affrontato questi problemi in 3D stampando le case molecolari intorno alle cellule batteriche che sono già incorporate in uno stampo di gelatina .

“Questa è la bellezza della tecnica , che permette di creare una struttura 3D in piena libertà “, ha affermato ingegnere Aleksandr Ovsianikov della Vienna University of Technology in Austria , che il mese scorso ha utilizzato un approccio simile per far crescere cellule umane di osteosarcoma in uno stampo 3d , ma non è stato coinvolto in questo studio.

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