انتقال ژن به سلول‌هاي توتون (Nicotiana tabacum) به‌وسيله نانولوله‌هاي كربن: ناقلي جديد براي انتقال ژن

Gene delivery to tobacco cells using single walled carbon nanotubes: a new generation of gene transfer vehicles

يكي از اهداف اصلي زيست فناوري گياهي ارائه تكنيكي ايمن و كارا جهت انتقال ژن به سلول‌هاي گياه است. تا به امروز متداول‌ترين و موفق‌ترين روش انتقال ژن در گياهان، انتقال به كمك اگروباكتريوم بوده كه البته با محدوديت‌هايي از جمله نوع گياه ميزبان روبرو ‌مي‌باشد. به منظور رفع اين محدوديت‌ها و بهينه سازي انتقال ژن، تكنيك‌هاي مختلفي پيشنهاد شده است اما هيچ يك از آنها جايگزين مناسبي براي اگروباكتريوم نبوده‌اند. در سال‌هاي اخير فناوري نانو به عنوان راهكار جديدي جهت فائق آمدن به محدوديت‌هاي زيست فناوري مورد توجه قرار گرفته است‌. طراحي و استفاده از نانوساختارهاي زيست سازگاري كه توانايي عبور از موانع سلولي و قابليت انتقال هدفمند مواد را دارند دستاوردهاي زيستي را بهبود بخشيده است.‌‌‌ در اين تحقيق نانولوله‌ي كربن كه يكي از نانوذرات پركاربرد و ناقلين موفق ماكرومولكول‌ها به سلول‌هاي پستانداران است براي نخستين بار جهت انتقال ژن به سلول گياه مورد بررسي قرار گرفت. به اين منظور تلاش شد با كمك نانولوله‌هاي كربني تك ديواره‌اي كه با آرژنين عامل‌دار شده بودند (Arg-SWNT)، DNA پلاسميدي حامل ژن گزارشگر GFP (كد كننده پروتئين نشر‌دهنده نور سبز) به سلول‌هاي توتون (در شرايط سوسپانسيون) انتقال داده شود. بر اساس نتايج به‌دست آمده نانولوله‌هاي كربني تك ديواره (SWNT) توانستند در حالي‌كه DNA پلاسميدي به آنها متصل بود از ديواره سلولي و غشا پلاسمايي عبور كنند. تصاوير به‌دست آمده از ميكروسكوپ فلورسنت موفقيت در انتقال ژن به كمك Arg-SWNT را تأييد مي‌كند

Developing a technique for efficient and safe gene delivery to plant cells is a fundamental aim of plant biotechnology. Agrobacterium mediated transformation as the most common and practical method in plant gene delivery has considerable difficulties such as limitation in applicable for some plant species. In recent years several new methods have been suggested, although none of them could be a good replacement. The use of nanotechnology has been provided new solutions to overcome some limitations in biotechnology. Development of biocompatible nanostructures for passing cell barriers and targeted delivery of cargo has improved the biological achievements. In this research the capability of arginine functionalized single-walled carbon nanotube (Arg-SWNT) to transfer plasmid DNA, which codes green fluorescent protein (GFP) to tobacco suspension cells, has been investigated. The results showed that single-walled carbon nanotubes in complex with the plasmid could pass through cell wall pores and plasma membrane. The fluorescence microscopy images illustrated the success of gene delivery by Arg-SWNT to tobacco cells.