استفاده از تفنگ های Biolistic برای انتقال نانوذرات به درون سلولهای گیاهی

در حال حاضر بیشتر تحقیقات نانوبیوتکنولوژی بر روی کاربردهای پزشکی در انسان متمرکز شده است. از آنجا که تمایل به استفاده از نانوفناوری در بخش کشاورزی در حال افزایش است، تحقیقات علوم گیاهی با تمرکز بر روی ژنتیک گیاهی جهت بهبود محصولات به یکی از اهداف ویژه نانوفناوری تبدیل شده است.

در حال حاضر بیشتر تحقیقات نانوبیوتکنولوژی بر روی کاربردهای پزشکی در
انسان متمرکز شده است. از آنجا که تمایل به استفاده از فناوری نانو در بخش
کشاورزی در حال افزایش است، تحقیقات علوم گیاهی با تمرکز بر روی ژنتیک گیاهی
جهت بهبود محصولات به یکی از اهداف ویژه فناوری تبدیل شده است.

سلولهای گیاهی از جهات مختلف از سلولهای حیوانی متمایز می باشند که مهمترین
آنها وجود دیواره سلولی پیرامون سلولهای گیاهی است که باعث ایجاد نوعی محافظ
ساختاری و مکانیکی برای آنها می‌شود. این دیواره سلولی عمدتا از پلی ساکاریدها
و سلولز ساخته شده است. بدلیل وجود این دیواره، ویروس‌ها هیچ راهی برای ورود به
درون این سلولها ندارند و برای جابجایی وابسته به ایجاد آسیب‌های مکانیکی یا
دانه های آلوده می‌باشند.

در حال حاضر محققان از نانوذرات سیلیکای دارای فعالیت سطحی به عنوان
نانوحاملهای غیر ویروسی جهت انتقال داروها و DNA به درون سلولهای حیوانی
استفاده می کنند. در اولین مطالعه جهت بکارگیری نانوذرات متخلخل به منظور
رهاسازی کنترل شده داخل سلولی و انتقال ژن ها در گیاهان، محققان از نانوذرات
سیلیکا برای عبور از دیواره سلولی و انتقال مواد همراه به درون سلولها استفاده
کردند.

این محققان اعلام کردند که با ایجاد تغییراتی در نانوذرات سیلیکای متخلخل که
برای انتقال مواد به درون سلولهای حیوانات در محیط کشت سلولی استفاده می‌شوند
موفق شده‌اند که نانو ابزاری برای انتقال دو نوع ماده زیستی مختلف به درون
سلولهای گیاهی بسازند.

این افراد ابتدا با افزودن ماده تری‌اتیلن‌گلیکول به این نانوذرات امکان عبور
آنها را از دیواره سلولی سلول‌های گیاهی را فراهم ساختند. در مرحله بعد منافذ
این ذرات را با ماده بتااسترادیول (آغاز کننده بیان ژن ها) پر و به کمک
نانوذرات طلا از خروج این ماده از منافذ جلوگیری کردند. البته نانوذرات طلا با
افزودن چگالی مجموعه فوق به نفوذ ذره به درون دیواره نیز کمک می کنند. در پایان
نانوذرات با ملکولهای DNA روکش شدند.

این DNA حاوی ژن مربوط به یک پروتئین با فلورسانس سبز بود. در حقیقت
بتااسترادیول به فعال شدن این ژن کمک می‌کند. به کمک روشی که این محققان تفنگ
بیولیستیک نامگذاری کرده‌اند سلولهای گیاهی را با نانوذرات متخلخل حاوی مواد
ذکر شده بمباران کردند. در درون سلولها، با جدا شدن نانوذرات طلا و آزادشدن
بتااسترادیول ژن نامبرده تحت شرایط کنترل شده فعالیت خود را آغاز می‌کند.