لعلماء يثبت أولا استخدام تكنولوجيا النانو لدخول الخلايا النباتية

لعلماء يثبت أولا استخدام تكنولوجيا النانو لدخول الخلايا النباتية

قام فريق من علماء النبات ولاية ايوا جامعة ومواد الكيميائيين قد استخدمت بنجاح تكنولوجيا النانو لاختراق جدران الخلايا النباتية في وقت واحد تسليم الجين ومادة كيميائية الذي يقوم بتشغيل تعبيرها بدقة للرقابة. اختراق يجلب تكنولوجيا النانو لعلم الأحياء النباتية والتكنولوجيا الحيوية الزراعية، وخلق أداة جديدة قوية لتسليم المستهدفة في الخلايا النباتية.

---

البحث، "mesoporous السيليكا النانوية تسليم الحمض النووي والمواد الكيميائية في النباتات،" هو في عدد مايو من تقنية النانو الطبيعة. العلماء هي اساسه وانغ، أستاذ الهندسة الزراعية ومدير مركز تحول النبات، ومعهد علوم النبات؛ فيكتور لين، أستاذ الكيمياء وكبار العلماء، وزارة أميس مختبر للطاقة؛ بريان Trewyn، عالم مساعد في الكيمياء، وفرانسوا Torney ، سابقا وهو عالم ما بعد الدكتوراه في مركز للتحول النبات والآن مع أحد العلماء Biogemma، Clermond فيران، فرنسا.

حاليا، يمكن للعلماء بنجاح ادخال الجينات الى الخلايا النباتية. في عملية منفصلة، ​​وتستخدم المواد الكيميائية لتنشيط وظيفة الجين. عملية غير دقيقة والمواد الكيميائية يمكن أن تكون سامة للنبات.

وقال "مع النانوية mesoporous، يمكننا تقديم نوعين الاحيائية في نفس الوقت"، وقال وانغ.واضاف "اننا يمكن أن يحقق في الجينات وحملها بطريقة يمكن التحكم بها في نفس الوقت وفي نفس المكان، وهذا لم يكن يحدث من قبل."

الافراج رقابة من شأنها تحسين القدرة على دراسة وظائف الجينات في النباتات. وفي المستقبل، يمكن للعلماء استخدام التكنولوجيا الجديدة لتقديم وكلاء التصوير أو المواد الكيميائية داخل جدران الخلايا.وسيوفر هذا المصنع مع علماء الاحياء نافذة على الأحداث داخل الخلايا.

بدأ فريق ولاية أيوا، والتي ظلت تعمل على البحث في النباتات لمدة تقل عن ثلاث سنوات، مع جامعة ايوا الدولة الملكيه التكنولوجيا المتقدمه سابقا من قبل لين بحوث المجموعة. وهو يسهل اختراقها، ونظام جسيمات متناهية الصغر السيليكا. كروية في الشكل، وقد الجزيئات مصفوفات من قنوات مسامية مستقلة.قنوات تشكيل هيكل يشبه قرص العسل التي يمكن شغلها مع المواد الكيميائية أو الجزيئات.

"غرام واحد من هذا النوع من المواد يمكن أن يكون لها مساحة إجمالية تبلغ ملعب لكرة القدم، مما يجعل من الممكن لتحمل حمولة كبيرة"، وقال Trewyn.

جسيمات متناهية الصغر لين لديها استراتيجية فريدة من نوعها "السد" ان الأختام السلع الكيماوية في الداخل. في دراسات سابقة، أظهرت بنجاح مجموعته أن القبعات كيميائيا يمكن تفعيلها لموسيقى البوب ​​مفتوحة والافراج عن البضائع داخل الخلايا الحيوانية. توفر هذه الميزة الفريدة السيطرة الكاملة للتوقيت تسليم

وكان أول محاولة للفريق لاستخدام جسيمات متناهية الصغر السيليكا التي يسهل اختراقها لإيصال الحمض النووي من خلال الجدار الجامد للخلية النباتية ناجحة. التكنولوجيا قد عملت بسهولة اكبر في خلايا الحيوانات لانهم لا يملكون الجدران. يمكن أن الجسيمات النانوية دخول الخلايا الحيوانية من خلال عملية تسمى الإلتقام - الخلية يبتلع جزيء او يبتلع ما هو خارج منه. حاول علماء الأحياء لتقليد تلك العملية عن طريق إزالة جدار الخلية النباتية (وتسمى جعل protoplasts)، واجباره على تتصرف مثل خلية حيوان وابتلاع جسيمات متناهية الصغر. لكن ذلك لم ينجح.

قرروا بدلا من ذلك إلى تعديل سطح الجسيمات مع طلاء الكيميائية.

"، وعثر الفريق على مادة كيميائية يمكن أن نستخدمها التي جعلت من جسيمات متناهية الصغر تبدو لذيذ إلى الخلايا النباتية حتى انهم سوف تبتلع الجسيمات"، وقال Torney.

انها عملت. وقد ابتلع النانوية به protoplasts النباتية، التي هي نوع من الخلايا النباتية كروية دون جدران الخلايا.

معظم تحول النبات، ولكن يحدث مع استخدام بندقية الجينات، وليس من خلال الإلتقام.من اجل استخدام الجينات المدفع ليعرض النانوية إلى الجدران خلايا النبات، الكيمياء ادلى ذكي آخر تعديل على سطح الجسيمات. انهم توليفها حتى اصغر جزيئات الذهب للحد من الجسيمات النانوية. هذه "البوابات الذهبية" ليس فقط منع تسرب المواد الكيميائية، لكنه أضاف أيضا وزنا للالنانوية، وتمكين إيصالها إلى الخلية النباتية مع مستوى الجينات المدفع.

وقد استخدم علماء الأحياء بنجاح لإدخال تكنولوجيا الحمض النووي والمواد الكيميائية ل arabidopsis والتبغ والذرة. "الميزة الأكثر هائلة هو أنه يمكنك تقديم العديد من الأشياء في خلية النبات في الوقت نفسه وإطلاق سراحهم وقتما تشاء"، وقال Torney.

وقال "حتى الآن، كنت في رحمة الطبيعة عند تسليم الجينات في خلية" قال لين. "كان هناك أي مراقبة دقيقة حول ما إذا كان فعلا دمج الخلايا سوف الجين واعرب عن يترتب على البروتين المتواجد مع هذه التكنولوجيا، ونحن قد تكون قادرة على السيطرة على تسلسل كامل في المستقبل."

"كل امكانيات جديدة،" قال وانغ وتحصل مرة واحدة داخل جدار الخلية النباتية، فإنه يفتح.

"نحن حقا لا نعرف ماذا يجري داخل الخلية. نحن في الخارج يبحث فيها وهذا يحصل لنا داخل نستطيع فيها دراسة البيولوجيا في حد ذاتها"،