유전자조작된 대장균으로부터 생성된 'microbial ink(미생물 잉크)'라고 불리는 생체잉크가 개발되었습니다. 이 미생물 잉크는 아직 실험실 단계인데 압력을 가하면 치약처럼 짜내져 다양한 형상으로 3D 인쇄하는 것이 가능하며, 장래에는 자기재생하는 건축소재로 사용될 가능성도 보입니다.
Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers | Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26791-x
Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers - Nature
Living cells can precisely assemble to build 3D functional architectures. Here the authors produce an extrudable microbial ink entirely from the engineered cells, which can be further programmed to 3D print functional living materials.
www.nature.com
Genetically modified bacteria produce next-gen 3D print ink • The Register
https://www.theregister.com/2021/11/23/genetically_modified_e_coli_bacteria/
Genetically modified bacteria produce next-gen 3D print ink
Drug delivery, environmental clean up, building in space among possible applications
www.theregister.com
미생물을 이용한 생체잉크는 이전부터 개발되고 있었으며, 미생물과 고분자 물질을 혼합하여 만든 겔 등이 발표되었습니다. 대부분 재료의 점도를 높이기 위해 히알루론산이나 해조, 실리콘 등을 포함하는 것이 특징이었습니다.
노스이스턴대학 공학과의 닐 조시 준교수가 이끄는 노스이스턴대학, 하버드대학, 버지니아공과대학의 공동연구팀이 발표한 미생물 잉크는 유전자 조작한 대장균에서 완전히 생성되는 나노섬유를 바탕으로 한 생체잉크로 기존의 생체잉크와 달리 고분자 물질을 포함하지 않습니다. 대장균에 의해 형성된 나노섬유 섬유는 매우 안정적이고 단백질의 분해나 계면활성제에 의한 변형, 열로 인한 변성에 대해서도 내성을 가집니다.
미생물 잉크에 사용되고 있는 나노섬유에는 CsgA-α(왼쪽)와 CsgA-γ(중앙)라는 2종이 있고 2종을 섞은 CsgA-αγ(오른쪽)도 존재합니다.
그리고 실제로 미생물 잉크와 3D프린터를 사용하여 인쇄한 것이 아래의 이미지에 나타나 있는데, 가장 왼쪽은 1층의 격자, 중앙의 두 이미지는 10층으로 구성된 정사각형과 원, 맨 오른쪽은 21층으로 구성된 원추형입니다. 이미지 왼쪽 하단의 흰색 선이 1mm 길이를 나타냅니다.
미생물 잉크는 고분자 물질을 포함하지 않고 그 자체에 대장균을 포함하고 있어서 자기재생성도 기대할 수 있습니다. 연구팀은 미생물 잉크는 의료 용도로 맞춤화할 수 있어서 다양한 생명공학에 적용할 수 있다고 설명합니다. 또 달이나 지구상의 오지와 같이 자재를 간단하게 입수할 수 없는 장소에서의 건축재로서도 응용할 수 있을 가능성도 기대되고 있습니다.
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