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Manipulation von Pflanzenzellen mit Nanotechnologie

Manipulation von Pflanzenzellen mit Nanotechnologie

Die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) als Wirkstoffträger wurde in Säugetierzellen untersucht. Im Vergleich zu Nanopartikeln haben CNTs ein größeres Innenvolumen und können mehr Moleküle des Arzneimittels aufnehmen. und dieses Volumen ist leichter zugänglich, da die Endkappen leicht entfernt werden können.

Darüber hinaus ist die Forschung in den Pflanzenwissenschaften, die sich auf die Untersuchung des Pflanzengenoms und der Genfunktion sowie die Verbesserung der Pflanzengewürze konzentriert, zu einer der Grenzen der Nanotechnologie geworden.

Inwieweit Nanomaterialien zur Abgabe einer Nutzlast in Pflanzenzellen verwendet werden können, ist ein Thema, das noch nicht umfassend untersucht wurde. Pflanzenzellen unterscheiden sich in mehreren Punkten von tierischen Zellen; Eine der wichtigsten ist, dass sie zusätzlich zur Zellmembran eine Wand haben, die strukturelle und mechanische Unterstützung bietet. Die Wand von Pflanzenzellen besteht im Allgemeinen aus Polysacchariden und Cellulose, was der Zelle eine starke und starre Lebensumgebung bietet, aber auch eine zusätzliche Barriere darstellt, die die Moleküle, die die Last tragen, überwinden müssen, um Zugang zum Inneren von zu erhalten die Zellen. So können beispielsweise viele Reagenzien für die intrazelluläre Bildgebung (wie Calciumfarbstoff), die in Säugetierzellen weit verbreitet sind, nicht auf intakte Pflanzenzellen angewendet werden.

In neuen Forschungen haben chinesische Wissenschaftler die Fähigkeit einwandiger Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) untersucht, die Zellwand und Zellmembran intakter Pflanzenzellen zu durchdringen, um herauszufinden, ob sie verwendet werden können als molekulare Transporter.

Xiaohong Fang, Professorin für Chemie am Hauptlabor für Nanotechnologie und molekulare Nanostruktur der Pekinger Akademie der Wissenschaften, und ihre Kollegen präsentieren in ihrer Arbeit den ersten Beweis dafür, dass Materialien ohne Hilfe in intakte Pflanzenzellen eingebracht werden können. externe oder frühere Behandlungen. Darüber hinaus zeigten sie, dass es möglich ist, an kleine Farbstoffmoleküle oder DNA konjugierte SWCNTs in Zellen zu transportieren, was das Potenzial von SWCNTs als Nanoträger für Pflanzenzellen zeigt. Darüber hinaus hat das Team gezeigt, dass es mit SWCNTs sogar möglich ist, unterschiedliche Ladungen in verschiedene Kompartimente innerhalb einer Pflanzenzelle freizusetzen.

Das Team berichtete über seine Ergebnisse in der Zeitschrift Nano Letters ("Kohlenstoffnanoröhren als molekulare Transporter für ummauerte Pflanzenzellen").

Im Vergleich zu bestehenden Abgabemethoden für ummauerte Pflanzenzellen - wie Genkanone, Elektroporation und Mikroinjektion - hat eine auf Nanopartikeln basierende Abgabestrategie ihre Vorteile aufgrund der einfachen Intervention und der breiten Anwendbarkeit.

Die Studie des Fang-Teams eröffnet einen neuen Ansatz für die Ladungsabgabe in ummauerten Pflanzenzellen. Beispielsweise könnten DNA / RNA-Moleküle zur genetischen Manipulation oder Transformation von Pflanzenzellen gesendet werden. Darüber hinaus könnte die Abgabe von intrazellulären Bildgebungsmitteln oder anderen Regulatoren eine Echtzeit-Bildgebung oder Untersuchung von zellulären Prozessen ermöglichen, was zu einem besseren Verständnis der Pflanzenzellbiologie führt.

Quelle: Nanowerk

Video: Pflanzenzelle kompakt erklärt (Oktober 2020).