Zach Winn, Massaçusets Texnologiya İnstitutu

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriElektrolizlə idarə olunan yosunların ayrılması biosidin əmələ gəlməsinə və hüceyrə ölümünə səbəb olur. Kredit: Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu3708

_{İqlim dəyişikliyini azaltmağa kömək etmək üçün şirkətlər yosunları və CO 2-ni} udmaqda ağaclardan yüz dəfələrlə daha səmərəli olan digər mikroorqanizmləri yetişdirmək üçün bioreaktorlardan istifadə edirlər . Eyni zamanda, əczaçılıq sənayesində hüceyrə mədəniyyəti bioloji dərmanlar və həyat qurtaran gen və hüceyrə terapiyası da daxil olmaqla digər qabaqcıl müalicələr istehsal etmək üçün istifadə olunur.

Hüceyrələrin səthlərə yapışma meyli hər iki prosesə mane olur ki, bu da böyük miqdarda tullantılara və təmizlənmə müddətinə səbəb olur. Oxşar problem bioyanacaq istehsalını ləngidir, biosensorlara və implantlara müdaxilə edir və qida və içki sənayesini daha az səmərəli edir.

İndi MIT tədqiqatçıları elektrokimyəvi yolla yaradılan qabarcıqlardan istifadə edərək, tələb olunan səthlərdən hüceyrələri ayırmaq üçün bir yanaşma inkişaf etdirdilər. “Science Advances” jurnalında dərc olunan açıq girişli məqalədə tədqiqatçılar öz yanaşmalarını laboratoriya prototipində nümayiş etdirdilər və onun hüceyrələrə zərər vermədən bir sıra hüceyrə və səthlərdə işləyə biləcəyini göstərdilər.

Tədqiqatın baş müəllifi, professor Kripa Varanasi deyir: “Biz yüksək məhsuldarlıq və “plug-and-play” ola bilən və bu sənaye proseslərində iş axını yaxşılaşdırmaq üçün hüceyrələrin tələb olunduqda qoşub ayrılmasına imkan verəcək texnologiya inkişaf etdirmək istəyirdik”. “Bu, hüceyrələrlə bağlı fundamental problemdir və biz bunu miqyas ala bilən bir proseslə həll etdik. Bu, bir çox müxtəlif tətbiqlərə uyğun gəlir.”

Tədqiqatda Varanasiyə qoşulan ilk müəlliflər, Ph.D. Bert Vandereydt. maşınqayırma üzrə tələbə və keçmiş postdok Baptiste Blanc.

Yapışqan problemin həlli

Tədqiqatçılar bir missiya ilə başladılar.

“Biz müxtəlif mənbələrdə CO _2-ni necə səmərəli şəkildə tuta biləcəyimizi və onu müxtəlif son bazarlar üçün qiymətli məhsullara çevirə biləcəyimizi anlamaq üzərində işləyirik ” dedi Varanasi. “Bu fotobioreaktor və hüceyrə dekolmanı şəkilə buradan gəlir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1760610075&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-sticky-cell-problem-bioreactors-industries.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC43OCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC43OCJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNzgiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1760610075731&bpp=1&bdt=227&idt=80&shv=r20251014&mjsv=m202510130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760610012%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760610012%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1760610012%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=460131491040&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2217&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095106%2C31095210%2C31095218%2C95372729%2C95373012%2C95374047%2C31095200%2C95370792&oid=2&pvsid=5023637409681144&tmod=415784092&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=209

Fotobioreaktorlar su və günəş işığı ilə sıx nəzarət edilən mühitlər yaratmaqla karbon uducu yosun hüceyrələrini yetişdirmək üçün istifadə olunur. Yüngül yosunların böyüməsi üçün lazım olan şəffaf səthləri olan uzun, dolama boruları var. Yosunlar bu səthlərə yapışdıqda, təmizlənmə tələb edən işığı kəsirlər.

Varanasi deyir: “Siz iki həftədən bir tez-tez bütün reaktoru bağlamalı və təmizləməlisiniz”. “Bu, böyük bir əməliyyat problemidir.”

Tədqiqatçılar bir çox hüceyrələrin təbii yapışması və ya yapışqanlığı səbəbindən digər sənaye sahələrinin də oxşar problemləri olduğunu başa düşdülər. Hüceyrələrin sağ qalmasının nə qədər vacib olduğundan asılı olaraq hər bir sənayenin hüceyrə yapışması üçün öz həlli var. Bəzi insanlar səthləri təmizləyir, bəziləri isə hüceyrələrə zəhərli olan xüsusi örtüklərdən istifadə edirlər.

Əczaçılıq və biotexnoloji sənayelərdə hüceyrənin ayrılması adətən fermentlərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Bununla belə, bu üsul bir sıra çətinliklər yaradır – hüceyrə membranlarına zərər verə bilər, vaxt aparır və çoxlu miqdarda istehlak materialları tələb edir, nəticədə milyonlarla litr biotullantı yaranır.

Daha yaxşı bir həll yolu yaratmaq üçün tədqiqatçılar səthləri qabarcıqlarla təmizləmək üçün digər səyləri öyrənməyə başladılar, bu, əsasən səthlərə qabarcıqların püskürtülməsini nəzərdə tuturdu və əsasən təsirsiz idi.

Varanasi izah edir: “Biz anladıq ki, bu hüceyrələrin yapışmasını istəmədiyimiz səthlərdə meydana gəlməsi üçün qabarcıqlara ehtiyacımız var, buna görə də qabarcıqlar ayrıldıqda o, interfeysdə kəsmə gərginliyi yaradan və hüceyrələri çıxaran yerli maye axını yaradır”.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Elektrik cərəyanları suyu hidrogen və oksigenə parçalayaraq qabarcıqlar əmələ gətirir. Lakin hüceyrələri ayırmaq üçün elektrikdən istifadə etmək cəhdləri mane oldu, çünki hüceyrə mədəniyyət mühitlərində elektrik cərəyanı ilə birləşdirildikdə ağartıcıya çevrilən natrium xlorid var. Ağartıcı hüceyrələrə zərər verir, bu da onu bir çox tətbiqlər üçün qeyri-mümkün edir.

“Günahkar anoddur – natrium xlorid ağartıcıya çevrildiyi yerdir ” dedi Vandereydt. “Biz düşündük ki, əgər o elektrodu sistemin qalan hissəsindən ayıra bilsək, ağartıcının əmələ gəlməsinin qarşısını ala bilərik.”

Daha yaxşı bir sistem yaratmaq üçün tədqiqatçılar 3 kvadrat düymlük şüşə səth qurdular və üzərinə qızıl elektrod qoydular. Qızıl təbəqəsi o qədər nazikdir ki, işığı kəsmir. Digər elektrodu ayrı saxlamaq üçün tədqiqatçılar yalnız protonların keçməsinə imkan verən xüsusi membranı birləşdirdilər. Quraşdırma tədqiqatçılara ağartıcı yaratmadan cərəyan ötürməyə imkan verdi.

Quraşdırmalarını yoxlamaq üçün konsentrat məhluldan yosun hüceyrələrinin səthlərə yapışmasına icazə verdilər. Gərginlik tətbiq etdikdə, qabarcıqlar hüceyrələri zərər vermədən səthlərdən ayırırdı.

Tədqiqatçılar həmçinin baloncuklar və hüceyrələr arasındakı qarşılıqlı əlaqəni tədqiq edərək, cərəyan sıxlığı nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər çox baloncuk yarandığını və daha çox yosunların çıxarıldığını tapdılar. Onlar müxtəlif şəraitlərdə yosunları aradan qaldırmaq üçün nə qədər cərəyanın lazım olduğunu anlamaq üçün bir model hazırladılar və onu yosunların, eləcə də yumurtalıq xərçəngi və sümüklərinin hüceyrələrini əhatə edən təcrübələrin nəticələri ilə uyğunlaşdırdılar.

Vandereydt deyir: “Məməlilərin hüceyrələri yosun hüceyrələrindən daha həssasdır, lakin bu hüceyrələrlə belə, hüceyrənin canlılığına heç bir təsir göstərmədən onları ayıra bildik”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1760610075&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-sticky-cell-problem-bioreactors-industries.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC43OCIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC43OCJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNzgiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1760610075731&bpp=1&bdt=227&idt=108&shv=r20251014&mjsv=m202510130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760610012%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760610012%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1760610012%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0%2C540x280&nras=1&correlator=460131491040&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4659&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095106%2C31095210%2C31095218%2C95372729%2C95373012%2C95374047%2C31095200%2C95370792&oid=2&pvsid=5023637409681144&tmod=415784092&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=2&fsb=1&dtd=210

Ölçüyə çatmaq

Tədqiqatçılar deyirlər ki, onların sistemi ağartıcı və ya digər kimyəvi maddələrin hüceyrələrə zərər verəcəyi tətbiqlərdə bir irəliləyiş göstərə bilər. Buraya əczaçılıq və qida istehsalı daxildir.

Varanasi deyir: “Əgər bu sistemləri çirklənmə və digər problemlər olmadan işlədə bilsək, onları daha qənaətcil edə bilərik”.

Əczaçılıq sənayesində istifadə edilən hüceyrə mədəniyyəti lövhələri üçün komanda, böyüdükcə hüceyrələri ayırmaq üçün bir mədəniyyət lövhəsindən digərinə robotla köçürülə bilən elektroddan ibarət sistemini nəzərdə tutur. O, həmçinin yosun toplama sistemləri ətrafında qıvrıla bilər.

“Bunun ümumi tətbiqi var, çünki o, heç bir xüsusi bioloji və ya kimyəvi müalicəyə deyil, sistem-aqnostik olan fiziki gücə əsaslanır” dedi Varanasi. “O, həmçinin hissəciklərin çıxarılması da daxil olmaqla bir çox müxtəlif proseslər üçün yüksək dərəcədə genişlənə bilər.”

Varanasi xəbərdarlıq edir ki, sistemin genişləndirilməsi üçün çox iş görülməlidir. Lakin o, ümid edir ki, bu, bir gün yosunların və digər hüceyrə yığımını daha səmərəli edə bilər.

“Dövrümüzün yanan problemi CO _2-ni iqtisadi cəhətdən mümkün olan bir şəkildə tutmaqdır” dedi Varanasi. “Bu fotobioreaktorlar bunun üçün istifadə edilə bilər, lakin biz hüceyrə yapışma problemini aradan qaldırmalıyıq.”

Daha çox məlumat: Bert Vandereydt et al, Bubble-driven cell detachment, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu3708

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir 

Bu hekayə MIT News ( web.mit.edu/newsoffice/ ), MİT tədqiqatı, innovasiya və tədrisi haqqında xəbərləri əhatə edən məşhur saytın izni ilə yenidən nəşr edilmişdir .