Fig. 1 :Schémas de la stratégie de conception, de la production et des applications fonctionnelles de l'encre microbienne. a E. coli a été génétiquement modifié pour produire de l'encre microbienne en fusionnant les domaines protéiques α (bouton) et γ (trou), dérivés de la fibrine au principal composant structurel des nanofibres curli, CsgA. Lors de la sécrétion, les monomères CsgA-α et CsgA-γ s'auto-assemblent en nanofibres réticulées par l'interaction de liaison bouton-trou. b Les domaines bouton et trou sont dérivés de la fibrine, où ils jouent un rôle clé dans la polymérisation supramoléculaire lors de la formation de caillots sanguins. c Le protocole de production d'encre microbienne à partir des nanofibres protéiques modifiées implique une culture bactérienne standard, des étapes de traitement limitées et aucune addition de polymères exogènes. L'encre microbienne a été imprimée en 3D pour obtenir des matériaux vivants fonctionnels. Crédit :DOI :10.1038/s41467-021-26791-x
Une équipe de chercheurs de l'Université de Harvard et du Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, a développé un type d'encre vivante qui peut être utilisée pour imprimer des matériaux vivants. Dans leur article publié dans la revue Nature Communications , le groupe décrit comment il a fabriqué son encre et ses utilisations possibles.
Depuis plusieurs années, les ingénieurs microbiens travaillent à développer un moyen de créer des matériaux vivants à utiliser dans une grande variété d'applications telles que les dispositifs médicaux. Mais faire en sorte que ces matériaux se conforment aux structures 3D souhaitées s'est avéré être une tâche ardue. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté une nouvelle approche pour résoudre le problème :concevoir Escherichia coli pour produire un produit pouvant servir de base à une encre à utiliser dans une imprimante 3D.
Le travail a commencé par la bio-ingénierie des bactéries pour produire des nanofibres vivantes. Les chercheurs ont ensuite regroupé les fibres et ajouté d'autres ingrédients pour produire un type d'encre vivante qui pourrait être utilisée dans une imprimante 3D conventionnelle. Une fois qu'ils ont trouvé le concept viable, l'équipe a conçu d'autres microbes pour produire d'autres types de fibres ou de matériaux vivants et les a ajoutés à l'encre. Ils ont ensuite utilisé l'encre pour imprimer des objets 3D contenant des composants vivants. L'un était un matériau qui sécrétait de l'azurine - un médicament anticancéreux - lorsqu'il était stimulé par certains produits chimiques. Un autre était un matériau qui séquestrait le bisphénol A (une toxine qui s'est retrouvée dans l'environnement) sans l'aide d'autres produits chimiques ou dispositifs.
Les chercheurs pensent que leur concept suggère que la production de telles encres pourrait être une proposition d'auto-création. L'ingénierie pourrait être ajoutée aux microbes pour les pousser à produire des copies conformes d'eux-mêmes - l'encre pourrait littéralement être cultivée dans un bocal. Ils déclarent également qu'il semble possible que la technique puisse être utilisée pour imprimer des matériaux de construction renouvelables qui non seulement pousseraient mais pourraient s'auto-réparer - une approche possible pour construire des maisons autonomes ici sur Terre, ou sur la lune ou sur Mars.
© 2021 Réseau Science X Des "matériaux vivants" auto-cicatrisants utilisés comme blocs de construction 3D
