Ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) разработали новый метод трехмерной печати живых бактерий в контролируемых образцах. Это поможет в восстановлении редкоземельных металлов, очистки сточных вод, обнаружения урана и многого другого.

С помощью новой техники, в которой для производства бактерий с трехмерным рисунком используются свет и смола, наполненная бактериями, ученые успешно напечатали искусственные биопленки. Они напоминают тонкие слои микробных сообществ.

Исследовательская группа «заманила» бактерии в трехмерные структуры, используя светодиодный свет от 3D-принтера стереолитографического аппарата для микробной биопечати (SLAM). Проекционная стереолитографическая машина может печатать с высоким разрешением порядка 18 микрон — почти такой же толщины, как диаметр человеческой клетки.

В статье, опубликованной в журнале Nano Letters , исследователи доказали, что эту технологию можно эффективно использовать для создания структурно определенных микробных сообществ. Они продемонстрировали применимость таких биопленок с трехмерной печатью для биочувствительности урана и биоразработки редкоземельных элементов и показали, как геометрия влияет на характеристики созданных материалов.

Предыдущие методы производства биопленок в лаборатории не давали ученым возможности контролировать микробную организацию в пленке, что ограничивало возможность полного понимания сложных взаимодействий, наблюдаемых в бактериальных сообществах в естественном мире.

Возможность биопечати микробов в трехмерном пространстве позволит ученым из LLNL лучше наблюдать, как бактерии функционируют в их естественной среде обитания, и исследовать такие технологии, как микробный электросинтез. Во время этого процесса бактерии, питающиеся электронами (электротрофы), преобразуют избыточное электричество в непиковые часы для производства биотоплива и биохимических продуктов.