Наноигла - носитель ДНК растений

Наноигла - носитель ДНК растений

Наноигла теперь будет в растениях

Можно ли сделать селекцию новых сортов сельскохозяйственных культур быстрее и проще? Да, через ДНК это возможно, но вот поиски эффективного метода заняли у ученых со всего мира несколько лет. Теперь исследователи, похоже, все же нашли верный способ.
Модификация генетики растения требует попадания ДНК в его клетки. Это довольно легко сделать с клетками животных, но растения - это другое дело. У растений есть не только клеточная мембрана, но и клеточная стенка, говорит Маркита Ландри, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии в Калифорнийском университете в Беркли.
Ученые пробовали разные способы проникновения ДНК и других важных биологических молекул через клеточную стенку - стреляя микроскопическими золотыми пулями, покрытыми ДНК, в клетку с помощью генной пушки или скрывая ДНК внутри бактерий, которые могут заразить растительные клетки. Однако оба метода были провальными. Генная пушка не очень эффективна, а некоторые растения трудно, если не невозможно, заражать бактериями.

ДНК-доставка в форме наноиглы

Исследователи Калифорнийского университета в Беркли нашли способ сделать это, используя так называемые углеродные нанотрубки, длинные жесткие трубки из углерода максимально маленького размера. Именно Ландри пришла в голову эта идея, хотя она не является ни инженером по нанотехнологиям, ни биологом. Она физик, и всю свою карьеру она посвятила клеточным технологиям. Она планировала использовать углеродные нанотрубки в качестве внешнего каркаса вокруг клеток, чтобы было легче видеть процессы между ними. Но эта идея провалилась, потому что вместо того, чтобы оставаться вне клеток растения, нанотрубки вошли прямо в клетки. И ученый в духе гуру корпоративного управления превратила проблему в возможность. Вместо этого ее команда сделала платформу доставки ДНК.

Нить ДНК достаточно мала, чтобы проскользнуть сквозь клеточную стенку растения, но она недостаточно жесткая. Стоит представить клетку, как губку. Если проталкивать гибкую нить через губку, то это не сработает, но если взять иглу и попытается протолкнуть ее через губку, то успех будет более вероятным. Прикрепление ДНК к углеродной нанотрубке и есть наноиглой.
Но эта ДНК влияет только на одну клетку и воздействует всего несколько дней, после она разрушается. Чтобы проводить постоянное изменение, нужно влиять на геном растения, используя инструмент редактирования генов, такой как CRISPR. Попав внутрь клетки, скажем, из яблони, CRISPR может, например, отключить ген, вызывающий потемнение в яблоках.
Идея использования углеродных нанотрубок для доставки ДНК в растительные клетки интересна некоторым ученым, но важно еще то, что этот метод работает на разных сортах растений.