Введение органических веществ, таких как белки, в живые клетки имеет множество применений для фундаментальных научных исследований и промышленных технологий. Например, поведение компонентов клетки можно проследить, введя в клетку белок, испускающий флуоресцентный сигнал. Хотя ученым уже давно удается доставлять белки в клетки живых животных, существуют трудности с использованием тех же методов для исследований растений.
Разработка неразрушающего метода введения белка, который можно было бы использовать, например, для редактирования генома и контроля функциональности. Кроме того, ожидается, что время цветения будет контролироваться путем введения белков, контролирующих цветение. Имея это в виду, Юки Янагава и его коллеги из Института агробиологических наук NARO вместе с Акитоши Окино и коллегами из Токийского технологического института, Япония, разработали потенциально полезную технику введения белков в клетки растений с использованием нетермических методов. плазма атмосферного давления.
Плазма создается путем добавления энергии к газу, в результате чего атомы в газе становятся ионизированными. Плазма уже доказала свою бесценность во многих областях применения, а недавно продемонстрировала перспективность инактивации бактерий за счет повреждения поверхности бактериальных клеток. Таким образом, тот же самый процесс можно использовать для нарушения структуры поверхности растительных клеток, позволяя белкам проникать внутрь клетки.
Команда проверила свою теорию на табаке, рисе и листьях или корнях арабидопсиса. Они подвергли группы листьев воздействию одного из пяти различных типов плазмы, а затем погрузили листья в раствор, содержащий зеленый флуоресцентный белок (sGFP) и слитый белок аденилатциклазы. Они обнаружили, что листья, обработанные плазмой углекислого газа или азота, показали высокое поглощение белка клетками.
Введение белка плазмой должно осуществляться по совершенно иному принципу, чем любые другие существующие методики. Поскольку не требуется какой-либо специальной предварительной обработки растительных тканей и/или самих белков, это просто. Кроме того, он является масштабируемым, поскольку плазмоструйный аппарат можно изменять в размерах. Исследователи надеются, что их метод может оказаться полезным для различных видов растений и тканей в будущем.
Фон
Введение белков в клетки
Метод введения органических веществ, таких как белки, в живые клетки успешно разработан в биологических науках. Существующие методы введения органических веществ в клетки животных включают микроинъекции и трансфекцию (когда крошечные отверстия или поры открываются в клеточной мембране, чтобы позволить материалу пройти). Однако большинство методов разработано на животных клетках, а у растений есть дополнительные препятствия из-за различного строения поверхности и клеточных стенок растительных клеток.
Последствия текущего исследования
Эта методика может быть расширена для введения различных белков в разные растения и может найти применение в редактировании генома растений, анализе функции белков и точном контроле свойств растений для исследовательских и промышленных целей.