استفاده از نانوذرات برای اصلاح ژنتیکی سلول گیاهی

توسعه فناوری نانو روی نشریات علمی و فناوری تاثیر بسزایی گذاشته است همچنین حوزه‌های مختلفی از قبیل پزشکی متاثر از این فناوری هستند. پژوهشگران دانشگاه ایالتی آیوا در تحقیقات اخیر خود نشان دادند که می‌توان پروتئین‌ها و رشته‌های دی ان ای را درون سلول‌ها رهاسازی کرد. این موضوع اهمیت زیادی دارد زیرا فرصت‌های جدیدی برای اصلاح ژنتیکی فراهم می‌کند.

توسعه فناوری نانو روی نشریات علمی و فناوری تاثیر بسزایی گذاشته است
همچنین حوزه‌های مختلفی از قبیل پزشکی متاثر از این فناوری هستند.
پژوهشگران دانشگاه ایالتی آیوا در تحقیقات اخیر خود نشان دادند که می‌توان
پروتئین‌ها و رشته‌های دی‌ان‌ای را درون سلول‌ها رهاسازی کرد. این موضوع
اهمیت زیادی دارد زیرا فرصت‌های جدیدی برای اصلاح ژنتیکی فراهم می‌کند.

در اصلاح ژنتیکی لازم است که پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای با دقت زیادی درون
سلول‌ها رهاسازی شوند تا با این کار ژن مشخصی به گیاه افزوده شده و اصلاح
آن انجام شود. امروزه با تغییرات آب و هوایی، ظهور حشره‌کش‌های جدید،
بیماری‌های گیاه و فرسایش خاک که پیش از این به این شدت نبوده، انجام اصلاح
نباتی یک امر ضروری به‌شمار می‌آید.

هر چند که وارد کردن دی‌ان‌ای به‌درون سلول کاری روزمره به‌شمار می‌رود،
اما رهاسازی پروتیئن و آنزیم به‌درون بدن جانوران و گیاهان امری چالش
برانگیز به‌شمار می‌رود. بنابراین یافته‌ای این گروه تحقیقاتی در رهاسازی
پروتئین دستاوردی بزرگ محسوب می‌شود. نتایج این تحقیق در نشریه Advanced
Functional Materials به چاپ رسیده است. این پروژه توسط موسسه علوم گیاهی
در دانشگاه ایالتی آیوا مورد حمایت قرار گرفته است.

پژوهشگران این پروژه کان وانگ استاد برزشناسی، برایان تروین استادیار رشته
شیمی، سوزانا مارتین اورتیگوسا، محقق پسا دکتر در رشته بزرشناسی و جاستین
والانستین دانشجوی دکتری شیمی هستند.

پژوهشگران این پروژه از نانوذرات سیلیکای متخلخل به شکل لانه زنبور برای
این کار استفاده کردند که ۵ سال قبل طراحی شده بود. این گروه با استفاده از
این ماده، پروتئین و دی‌ان‌ای را به‌درون سلول گیاه وارد کردند. اولین نسل
از این ماده بسیار کوچک بود (۱۰۰ نانومتر) بنابراین امکان وارد کردن
پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای به‌درون آن وجود نداشت. نسل بعدی این مواد ابعاد
بزرگتری دارد ( ۵۰۰ نانومتر).

کلید موفقیت در این پروژه، ساخت کیسه‌ای به شکل نانوذرات است، به‌طوری که
ذرات طلا اصلاح شدند و ذرات سیلیکا نیز بهبود یافتند در نهایت دی‌ان‌ای و
پروتئین‌ها به این ذرات متصل شدند. برای تست اثربخشی این ذرات جدید، این
گروه تحقیقاتی پروتئین‌های فلورسانسی را به‌درون سلول گیاهی وارد کردند.
وجود رنگ‌های قرمز و سبز موید موفق بودن این روش بود، در این تست از گیاهان
مختلفی نظیر پیاز، تنباکو ذرت استفاده شد.