Новая технология позволила создать штрих-коды, микролазеры и крошечного слона — и все это в живых клетках
Впервые ученым удалось напечатать трехмерные объекты внутри живых клеток. Они включали в себя мини-слона и крошечные штрих-коды, которые могли помочь отслеживать отдельные клетки. Примечательно, что многие из клеток выжили, чтобы рассказать историю. “Удивительно видеть, что некоторые клетки действительно выживают”, — говорит Керстин Гепфрих. “Честно говоря, я бы такого не подумала. Если бы вы сказали мне, я бы сказал: ”Нет, никогда».»Гепфрих — биофизик из Гейдельбергского университета в Германии, который не принимал участия в новой работе.
Физик Матьяж Хумар был частью команды, создавшей эти структуры. Он работает в Институте Йожефа Стефана в Любляне, Словения. Его команда начала с введения в клетки специальной жидкости, называемой фоторезист. Под воздействием лазерного излучения фоторезист затвердевает. Команда Human сфокусировала лазер на крошечной области. Перемещая луч в том месте, где он был сфокусирован, они создали небольшие, но невероятно детализированные структуры. После этого они позволили остаткам фоторезиста раствориться.
Эта техника является новой и захватывающей, говорит Малте Катчер. Он работает физиком-оптиком в Кельнском университете в Германии и не принимал участия в проекте.
Команда Хумара использовала новую технологию для создания штрих-кодов. Они выглядят как стопка сеток, каждая из которых имеет свой рисунок. Их можно использовать для обозначения ячеек. В другой демонстрации команда вылепила слона. По словам Gather, это “очень красивый символ”. То, что обычно кажется большим, содержится в чем-то сверхмаленьком. В данном случае ширина слона составляет всего 10 микрометров — примерно десятую часть толщины пряди волос.
<загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="680" height="311" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/07/070725_EC_3Dcells_inline.png " alt="На рисунке показана ячейка в форме капли, внутри которой находится слон." class="wp-image-3156764" srcset="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/07/070725_EC_3Dcells_inline.png 680 Вт, https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/2025/07/070725_EC_3Dcells_inline-330x151.png 330 Вт" размеры="авто, (максимальная ширина: 680 пикселей) 100 Вт, 680 пикселей" />
Новый подход к печати в ячейках
Ранее ученые имплантировали безделушки в ячейки, заставляя их “глотайте” посторонние предметы. Но только определенные разновидности клеток являются активными пожирателями. Преимущество 3D-печати в том, что она работает с клетками других типов.Однако нанесение на клетку укола и закачивание в нее жидкости может привести к ее гибели. Что еще хуже, многие фоторезисты токсичны. Действительно, даже при использовании наименее токсичного фоторезиста многие клетки погибали в течение 24 часов.
Пояснение: Что такое 3D-печать?
“По-видимому, это связано просто с тем, что клеткам не нравится, когда в них вводят жидкости”, — говорит Гаттер из Кельнского университета. На данный момент такая инъекция является обязательным условием для 3D-печати.Чтобы повысить шансы клеток на выживание, команда Humar изучила существующие фоторезисты. Они выбрали тот, который показался им достаточно подходящим для клеток. И после 3D-печати некоторые клетки не только выжили, но и продолжили свою работу, как будто ничего не произошло. Некоторые клетки даже разделились. Эти клетки разделились надвое, передав по наследству 3D-печать одной из дочерних клеток.Команда Хумара поделилась результатами своего исследования, опубликованного 16 июня на сайте arXiv.org. Она еще не была подвергнута экспертной оценке другими учеными. Хумар отказался комментировать новую работу, в то время как статья его команды ожидает официальной публикации в рецензируемом журнале.
Миниатюрные лазеры
Более совершенные фоторезисты или методы инъекций могут улучшить качество вероятность успеха. По словам Гепфриха, ученые могут даже обойтись без инъекции, используя фоторезист, который может проникать через клеточные мембраны.
В дополнение к слонику и штрих-кодам исследователи напечатали в 3D-формате микролазер. Он состоит из крошечной сферы. При освещении он улавливает и усиливает свет внутри себя. Для отслеживания ячеек можно также использовать микролазеры. Небольшие изменения в размере сферы изменяют излучение лазера. Таким образом, каждая ячейка может иметь четкую световую характеристику.По словам Гаттера, микролазеры также могут быть использованы для определения условий внутри клетки. Например, некоторые молекулы могут закрепляться на поверхности сферы и изменять световой сигнал лазера.
Ученые пока не уверены, насколько полезной будет технология трехмерной печати. В своей статье команда Humar предлагает создать барьеры внутри клеток. Такие крошечные структуры могли бы изолировать части клетки, чтобы ученые могли изучать их функции.
Это могло бы создать новые способы изучения клеток без модификации их ДНК. Это открыло бы новые возможности, говорит Гепфрих.
У вас есть научный вопрос? Мы можем помочь!
Отправьте свой вопрос здесь, и мы, возможно, ответим на него в следующем выпуске Science News Explorers
