科技日报实习记者 张佳欣

美国北卡罗莱纳州立大学的一项新研究展示了一种可重复使用的3D生物打印技术，能打印出不同类型的植物细胞，以研究这些细胞之间的通讯。

植物细胞由3D打印机进行生物打印。
图片来源：北卡罗莱纳州立大学

了解植物细胞如何相互沟通及其与环境沟通，是了解植物细胞功能的关键，有助于开发更好的作物品种，并为他们创造出最佳的生长环境。这项研究还表明，3D生物打印技术可用于研究作物细胞的再生。

研究人员对模式植物拟南芥和大豆的细胞进行了生物打印。他们使用的是“生物墨水”，也就是活的植物细胞。所用的3D打印机上装有紫外线过滤器以保持环境无菌，还有多个打印头，能同时打印不同的“生物墨水”。

“生物墨水”中含有没有细胞壁或原生质体的活植物细胞、营养素、生长激素和一种名为琼脂糖的增稠剂，一起被打印出来。琼脂糖是一种以海藻为基础的化合物，有助于保持细胞强度并作为支架，类似于在建筑物墙上支撑砖块的砂浆。

研究表明，超过一半的3D生物打印细胞是活的，并随着时间的推移分裂形成微骨痂，或小的细胞集落。在对细胞进行手动移液后，细胞的活力没有下降。

研究人员还分别对单种细胞进行了生物打印，以测试它们能否再生、分裂和繁殖。结果表明，拟南芥的根和茎细胞需要不同的营养和支架组合才能获得最佳的生存能力。

同时，超过40%的大豆胚胎细胞在生物打印两周后仍然存活，并随着时间的推移分裂形成微愈伤组织。

最后，该团队研究了生物打印细胞的特性。拟南芥的根细胞和胚性大豆细胞具有高增殖率，但缺乏固定特性。也就是说，生物打印的细胞具有干细胞的特性，就像动物或人类的干细胞一样，可变成不同的细胞类型。

论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学植物和微生物生物学教授罗斯·索扎尼说：“总而言之，这项研究显示了使用3D生物打印来识别在受控环境中支持植物细胞存活和交流所需的最佳化合物的强大潜力。”