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生物工程的進步可以為明天的超級植物鋪平道路
2019年03月13日    閱讀量:2166    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

物理學家Markita Landry在加州大學伯克利分校建立了一個實驗室,用于拍攝細胞之間的情況。她認為在細胞周圍安排碳納米管可以幫助她看到里面發生的事情,但納米管不斷刺破細胞壁。


“這是一個非常艱難而且很快失敗的項目,” 蘭德里告訴NPR涂料在線coatingol.com。但與許多科學流感一樣,失敗揭示了一個完全不同的問題的解決方案。


幾十年來,科學家們一直在嘗試各種方法來改變植物的遺傳。在植物中比在動物中更難做,因為除了細胞膜之外,植物還具有由剛性纖維素纖維制成的細胞壁,當與其他細胞壁結合時,產生植物的結構。將單鏈DNA插入植物就像試圖將煮熟的面條推入厚厚的面包片中。但是,將一條DNA靜電附著在蘭德里的納米管之一上,使該工具剛剛變硬,使其成為一個完美的“DNA傳遞平臺”。


目前用于植物生物工程的方法涉及“將基因引入組織 - 稱為生物射彈的過程 ”和特洛伊木馬方法,科學家將DNA隱藏在滲入植物的細菌內。基因爆破方法造成的損害太大而無效,植物對細菌感染具有令人印象深刻的抵抗力。納米管方法更加優雅,甚至設法將基因插入葉綠體中,葉綠體是負責光合作用的植物細胞中的細胞器。


描述這些發現的論文將蘭德里的發現置于全球范圍內對食物和能源日益增長的需求中:“在農業中,植物的遺傳增強可用于創造對除草劑,昆蟲,疾病和干旱具有抗性的作物。”要在物種之間快速有效地做到這一點,您需要一個非常精確的基因編輯工具。


事實證明,我們有一個。它被稱為CRISPR / Cas9,去年中國科學家Jiankui He 基因編輯的嬰兒給予他們免疫力的艾滋病毒/艾滋病。在植物中,堅固的DNA包裹的納米噴槍可以通過引入基因剪接酶Cas9和DNA編碼器RNA來做類似的事情,以使所需的遺傳修飾永久化。


由于該技術可防止外來DNA插入植物基因組本身,因此在美國和歐盟以外的其他國家,此類作物不會被視為“轉基因”或轉基因生物。而根據蘭德里,納米管“是強大的小事”使他們“適合車庫科學。你不需要冰箱,基因槍,細菌....... 我們可以大規模生成它們,“與其他方面使用的繁瑣,低產量方法不同。


在對芝麻菜和小麥細胞進行成功試驗后,伯克利研究人員正在測試煙草,棉花和其他小麥品種中的納米管擴散。與此同時,蘭德里希望更好地了解每個細胞內的遺傳因素 - 即插入的基因如何轉化為蛋白質,就好像它們是細胞自身一樣,而不是生物工程納米探針的結果,這種探測起初是一個意外。


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