Статья на 3DPMN об экспериментах по кристаллизации белка в магнитном биопринтере на борту МКС
https://www.3dprintingmedia.network/3d-bioprinting-solutions-creates-protein-crystals-in-space-bioprinting-experiment-on-the-iss/
В августе 2019 года 3D Bioprinting Solutions провела на борту МКС эксперимент по кристаллизации высокомолекулярного белка с использованием магнитного биопринтера «Орган.Авт» и специальных кювет (рис. 1а). В ходе эксперимента учёные и инженеры 3DBio применили новый метод — магнитное осаждение молекул белка в парамагнитном растворе в неоднородном магнитном поле с одновременной диффузией осадителя в раствор белка.
Магнитный биопринтер «Орган.Авт» создаёт неоднородное магнитное поле с высоким градиентом и магнитной потенциальной ямой в центре рабочей области. Специальные кюветы обеспечивают доставку материалов, запуск процесса, фиксацию и последующее возвращение полученных образцов на Землю. Результаты эксперимента показывают перспективность применения этого метода для получения высококачественных белковых кристаллов.
Размер полученных кристаллов составляет от 300 до 1500 микрометров, при этом большинство из них имеют правильную форму (рис. 1б). Кристаллы также распределяются в рабочей области в трёх измерениях. Благодаря неоднородности магнитного поля и градиенту концентрации осадителя это позволяет создавать различные условия для их роста.
Для получения кристалла высокого качества необходимо обеспечить равномерный доступ вещества к его поверхности. На Земле этому препятствует гравитация. В космосе условия для роста кристаллов близки к идеальным: молекулы могут равномерно встраиваться в кристаллическую структуру со всех сторон. Чем совершеннее полученный кристалл, тем точнее можно определить структуру макромолекулы.
Магнитный биопринтер может использоваться в дальнейших исследованиях и экспериментах с различными кюветами и материалами. Это потенциально позволит получать уникальные белковые кристаллы, создание которых возможно только в условиях космоса.
Кристаллы выращиваются в специально подобранных растворах, воздействующих на белок таким образом, чтобы его макромолекулы при соединении формировали строго упорядоченные кристаллические структуры. Изучение таких кристаллов может помочь учёным в разработке более эффективных лекарственных препаратов, воздействующих на вирусы и бактерии на молекулярном уровне.