Hans Priks kaitseb doktoritööd „Life within 3D-printed engineered living materials based on micellar hydrogels“

29. jaanuaril kell 14.15 kaitseb Hans Priks keskkonnatehnika erialal doktoritööd „Life within 3D-printed engineered living materials based on micellar hydrogels“ („Elu mitsellaarsetel hüdrogeelidel põhinevates 3D-trükitud elusmaterjalides“).

Juhendaja:
Professor Tarmo Tamm, Tartu Ülikool

Oponent:
Kaasprofessor Johan Ulrik Lind, Taani Tehnikaülikool

Kokkuvõte: Aastakümneid on üleilmne majandus järginud lineaarset majandusmudelit: võta, kasuta ja viska ära. See lähenemine on olnud lühiajaliselt väga tõhus, kuid pikas perspektiivis keskkonnale laastav. Fossiilkütused on käivitanud meie tööstuse, plastid kujundanud meie maailma ja tarbimiskultuur loonud hiiglaslikud jäätmemäed. See areng on aga tulnud kalli hinnaga: tõusvad temperatuurid, ebastabiilsed ilmamustrid ja degradeerunud ökosüsteemid. Paljude meelest peitub kestlik lahendus ringbiomajanduse kontseptsioonis, kus bioloogilised ressursid asendavad fossiilkütused ja ressursse hoitakse ringluses võimalikult kaua. Niisuguse ülemineku keskmes on biotehnoloogia. Elusad mikroorganismid (näiteks bakterid, pärmid, vetikad) ja eukarüootsed rakud (näiteks imetajate rakud) võivad toimida miniatuursete tehastena, mis muudavad taastuvad lähteained väärtuslikeks toodeteks. Geenitehnoloogia ja sünteetilise bioloogia areng on võimaldanud neid elusaid süsteeme üha suurema täpsusega suunata tööstus- ja keskkonnaeesmärkide saavutamiseks, laiendades bioloogilisel teel saavutatavate toodete ja funktsioonide spektrit. Kuid ka elusrakkudel on piirangud. Tootlikkuse säilitamiseks vajavad nad tavaliselt hoolikalt kontrollitud ja steriilset keskkonda. Aja jooksul, eriti keerukates või muutuvates tingimustes, võib nende jõudlus geneetilise ebastabiilsuse ja mutatsioonide kuhjumise tõttu halveneda, viies funktsionaalsuse kaoni või kontrollimatu paljunemiseni. Lisaks on bioturvalisuse tagamine ja geneetilise materjali lekkimise vältimine jätkuv väljakutse. Need piirangud rõhutavad materjalipõhiste strateegiate vajadust – näiteks rakkude kapseldamine konstrueeritud elusmaterjalidesse (ingl engineered living materials, ELMs), mis pakuvad füüsilist kaitset, vabanemisekontrolli, keskkonnatingimuste puhverdamist ja stabiilseid mikrokeskkondi, suurendamaks sünteetiliste bioloogiliste süsteemide töökindlust. Elusmaterjalides rakendamiseks on uuritud mitmesuguseid biopõhiseid ja biopolümeerseid materjale. Paraku ei ole enamik neist bioloogiliselt inertsed ja võivad seetõttu olla vastuvõtlikud mikroobsele degradeerumisele või nende samade organismide põhjustatud ensümaatilisele lagunemisele, keda nad on mõeldud majutama. See omakorda piirab nende kasutamist pikaajalistes biotootmise protsessides. Doktoritöö autor uurib UV-ristsidestatavaid mitsellaarseid hüdrogeele kui struktuurseid platvorme ELM-ide 3D-trükkimiseks. Autor keskendub sellele, kuidas mitsellaarsed hüdrogeelid suunavad rakkude ruumilist organiseeritust, paljunemist, fenotüüpi ja metabolismi. Laiem eesmärk oli määratleda disainireeglid skaleeritavate, ruumiliselt organiseeritud ja metaboolselt programmeeritavate elussüsteemide loomiseks.

Kaitsmist saab jälgida ka Zoomis: doktoritöö kaitsmine (kohtumise ID: 953 058 8152, pääsukood: kaitsmine).