تاکنون محققان توانسته‌اند از نانوذرات برای تحویل DNA، داروها و سایر مولکول‌ها به سلول‌های حیوانی استفاده کنند. اما این موضوع در مورد گیاهان صادق نیست؛ زیرا‌دیواره سلول‌ها در گیاهان مانند موانع عمل می‌کنند. به‌تازگی محققان دانشگاه ایالتی لووا در آمریکا موفق شده‌اند با استفاده از نانوذرات سیلیکای دارای شکل شانه عسل این مشکل را حل کنند.
غلبه بر مشکلات دارورسانی به‌گیاهان به‌کمک نانوذرات
|
تاکنون محققان توانسته‌اند از نانوذرات برای تحویل DNA، داروها و سایر مولکول‌ها به سلول‌های حیوانی استفاده کنند. اما این موضوع در مورد گیاهان صادق نیست؛ زیرا‌دیواره سلول‌ها در گیاهان مانند موانع عمل می‌کنند. به‌تازگی محققان دانشگاه ایالتی لووا در آمریکا موفق شده‌اند با استفاده از نانوذرات سیلیکای دارای شکل شانه عسل این مشکل را حل کنند. |
|
این نانوذرات دارای حفره‌های بسیار کوچک با عرض تنها سه نانومتر هستند و می‌توانند DNA و مواد شیمیایی را به درون سلول‌های پوشش‌دار و برگ‌های سالم منتقل کنند. ویکتور لین و همکارانش نشان داده‌اند که می‌توان از حفره‌های نانوذرات سیلیکای مزومتخلخل (MSN) به‌عنوان مخازنی برای ذخیره مؤثر β-oestradiol بهره برد. این ماده یک عامل کلید‌زنی شیمیایی برای بیان (expressing) یک ژن مشخص در گیاه تنباکو است. محققان از نانوذرات طلا برای پوشاندن حفره‌های نانوذرات سیلیکا که پر بودند از β-oestradiol، استفاده کردند و پس از آن نانوذرات سیلیکا را با مولکول‌های DNA پوشانده، تا یک ژن نشانه (Marker) از پروتئین فلورسانت سبز (GFP) بسازند. بیان ژن GFP به دلیل حضور β-oestradiol کنترل می‌شود. پس از پوشش دادن نانوذرات مورد نظر با DNA، لین و همکارانش MSNهای درون سلول‌های گیاهی تنباکو را سوزاندند. این دانشمندان با استفاده از مواد شیمیایی برای برداشتن پوشش حفره‌ها، توانستند آزادسازی β-oestradiol ذخیره‌شده در MSNها را کنترل کنند. لین در این زمینه می‌گوید: «آزادسازی کنترل شده این مولکول‌ها در سلول‌های گیاهی به ما اجازه می‌دهد تا توابع ژنی را به شکل مؤثرتری مطالعه کنیم». به کمک GFP، این گروه می‌توانست تا حرکت MSNها را هنگامی که از دیواره‌های سلولی در گیاهان عبور می‌کردند، ردیابی کنند. این محققان اعلام کردند که با این روش می‌توان RNA یا پپتیدهای کوچک و یا هر مولکولی را که قابلیت ذخیره شدن در حفره‌ها را داشته باشد، به درون سلول منتقل کرد، همچنین می‌توان با این روش عوامل‌های عکس‌برداری را نیز منتقل نمود تا به کمک آنها محیط یک سلول گیاهی زمانی که تحت توسعه و یا تغییرات فیزیولوژیکال قرار می‌گیرد، بررسی شود. لین در ادامه اظهار داشت که این روش می‌تواند به عنوان یک اصل طراحی جدید برای نسل آینده نانوابزارهای قابل برنامه‌ریزی و به منظور تحویل پروتئین‌ها، ژن‌ها و مواد شیمیایی به اهداف خاصی در درون سلول‌های گیاهی و بافت‌ها مفید باشد. این گروه هم‌اکنون به بررسی‌های جدیدی مشغول است تا بتواند اندازه حفره را در MSNها بدون تغییر اندازه کلی شکل نانوذره، بزرگ‌تر نماید. با بزرگ‌تر‌‌‌شدن اندازه حفره‌ها می‌توان مولکول‌های بیولوژیکی دیگری را نیز مانند آنزیم‌ها و پلیمرهای عملکردی در آنها ذخیره کرد. همچنین این محققان در نظر دارند تا فرایند برداشتن پوشش MSNها را با استفاده از تابش، میدان‌های مغناطیسی، دما و محرک‌های داخلی مانند pH سلولی و فشار اسمزی انجام دهند. جزییات این تحقیق در مجله Nature Nanotechnology به‌چاپ رسیده‌است. |
