Nature 子刊：利用纳米科技进行植物细胞的基因转殖
生物谷报道：美国爱荷华州立大学（Iowa State University）的植物学家与化学家成功地利用奈米技术，将基因及刺激该基因表现的化合物，穿过植物细胞壁，同时将两者置入植物细胞中。这项突破除了将奈米科技带入植物生物学的领域，也对植物基因转殖提供更有利的工具。此研究发表于5月份的Nature Nanotechnology期刊，题目为〔Mesoporous Silica Nanoparticles Deliver DNA and Chemicals into Plants〕，由Kan Wang, Victor Lin, Brian Trewyn以及Francois Torney四位博士主导研究完成。
Wang教授表示：「虽然目前的技术也能透过个别的程序，先将基因置入植物细胞再投入化合物，但过程中不能确定化合物对基因是否能正常作用，或是否对植物的其它基因造成毒性。而此研究利用中孔洞奈米粒（mesoporous nanoparticles）为载体，其形成的蜂窝状结构能同时将两种物质置入植物细胞，并控制其在适当时间及地点释放。」研究人员也指出中孔洞奈米粒的两个特异性，第一、其表面积极大，一公克的中孔洞奈米粒摊开来的表面积，大约有一个足球场那么大，第二、这个奈米粒还有一个特别的盖子，能将这些基因或化合物关在孔洞内，透过化合物活化作用在适当时间释放到植物细胞。
目前研究人员已经成功的将基因及化合物转殖入阿拉伯芥、烟草以及玉米等植物中，Torney博士表示：「这项技术最大的优势就是能同时传送许多物质进入植物细胞中，并在设定的时间将它们释放。因为在此研究发表之前，科学家虽然能将基因送入植物体，但却无法精确的控制基因是否能正常的表现，有了这项技术在未来就能方便的操控这些程序，观察到转殖基因或其它物质在植物内部的情况。」
(资料来源 : Bio.com)
英文原文链接：
原始出处：
Letter abstract
Nature Nanotechnology 2, 295 - 300 (2007)
Published online: 29 April 2007 | doi:10.1038/nnano.2007.108
Subject Categories: Nanobiotechnology | Nanomaterials | Nanoparticles
Mesoporous silica nanoparticles deliver DNA and chemicals into plants
François Torney1, Brian G. Trewyn2, Victor S.-Y. Lin2 & Kan Wang1
Abstract
Surface-functionalized silica nanoparticles can deliver DNA1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and drugs9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 into animal cells and tissues. However, their use in plants is limited by the cell wall present in plant cells. Here we show a honeycomb mesoporous silica nanoparticle (MSN) system with 3-nm pores that can transport DNA and chemicals into isolated plant cells and intact leaves. We loaded the MSN with the gene and its chemical inducer and capped the ends with gold nanoparticles to keep the molecules from leaching out. Uncapping the gold nanoparticles released the chemicals and triggered gene expression in the plants under controlled-release conditions. Further developments such as pore enlargement and multifunctionalization of these MSNs may offer new possibilities in target-specific delivery of proteins, nucleotides and chemicals in plant biotechnology.
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- Center for Plant Transformation, Plant Science Institute and Department of Agronomy, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA
- Department of Chemistry, US DOE Ames Laboratory, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA
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