Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Мезопористая частица SiO2 (ПЭМ).
Мезопористая частица SiO2, покрытая наночастицами золота (ПЭМ)

Доставка веществ в растительные клетки

Ключевые слова:  доставка лекарств, мезопористые материалы, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

26 мая 2007

Одним из возможных применений наночастиц является доставка лекарств, ДНК и других веществ в клетки животных. А вот для растений это выполнить непросто из-за наличия плотных клеточных стенок. Обычно для этого используют так называемые генные пушки, стреляющие тяжелыми частицами.

Исследователи из Iowa State University (США) смогли успешно доставить вещества в клетки растений при помощи мезопористых частиц из диоксида кремния.

Контролируемая доставка веществ в растительные клетки была осуществлена следующим образом. Были взяты мезопористые частицы SiO2 размером 100-200 нм. В поры частиц (диаметр 3 нм) был внедрен бета-эстрадиол – инициатор экспрессии некоторых генов. Поры были закупорены наночастицами золота (10-15 нм), функционализированными таким образом, чтобы «крепление» между золотом и диоксидом кремния содержало дисульфидные мостики. Золото также выступает в роли утяжелителя, что необходимо для пробивания толстых клеточных стенок.

Внешняя поверхность таких композитных частиц была покрыта молекулами ДНК, кодирующими зеленый флуоресцирующийй белок. Каждая молекула ДНК содержала специальный регуляторный участок, благодаря чему экспрессия гена была возможна только при наличии бета-эстрадиола.

Потом при помощи генной пушки частицы были введены в табачные листья. Там поры были открыты при помощи дитиотреитола (DTT) – восстановителя дисульфидных мостиков, которые в данном случае удерживали частицы золота, закрывающие поры. Бета-эстрадиол покинул поры и вызвал экспрессию гена флуоресцирующего белка.

Таким образом, внедрение препаратов в клетки было осуществлено при помощи мезопористых частиц. Во-первых, это позволяет доставлять значительно большее количество вещества, чем при обычной бомбардировке золотыми или вольфрамовыми частицами с прикрепленными к поверхности молекулами. Во-вторых, было показано, что мезопористые частицы позволяют проводить контролируемое высвобождение внедренных веществ.

Теперь исследователи пытаются придумать, как раскрывать поры под воздействием облучения, магнитных полей, температуры, осмотического давления и изменения pH.

Работа была опубликована в Nature Nanotechnology.

См. также:

Мезопористые наночастицы – новые возможности генной инженерии растений


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Semenenko Dmitry Alexandrovich, 26 мая 2007 13:18 
с растениями проще. они же лисльями даже загрязнения среды впитывают.
Но всеже интересно, как это "наукообразно" все происходит.
Трусов Л. А., 26 мая 2007 14:48 
а еще они отрицательные эмоции впитывают. прямо в клетки. именно поэтому надо побольше растений в помещениях держать.
Трусов Л. А., 26 мая 2007 19:36 
из статьи на cbio ваще не понятно ничего. не считая неточностей. не понимаю, зачем туда ссылка нужна.
Было бы интересно узнать практическое применение доставки веществ в растительные клетки. Что доставлять и с какой целью?
Трусов Л. А., 28 мая 2007 11:31 
специалисты обещали ответить. ждите.
офф-топ:
По поводу "отрицательных эмоций" и "не здоровой психологической атмосферы" до какого то момента это верно..но есть же такие "жуткие" места где цветы не развиваются (или вообще быстро чахнут) для при 100% правильном уходе и пр.
не объяснимо...
Semenenko Dmitry Alexandrovich, 31 мая 2007 00:22 
Ты хош сказать, там эта тема поможет?
клево! а то беру в магазине в куче цветов в горшках самый мощный, приношу домой, а он на уторо "дохлый".
а как эти штучки приготовить?
1. "Что доставлять и с какой целью".

Первое, что приходит в голову - конечно, гены)) Доставлять ДНК с целью получения трансгенных организмов. Цели же создания трансгенов могут быть очень разными: как практически значимыми, например, добиться устойчивости к патогенам или улучшения вкусовых качеств, так и необходимыми для фундаментальных исследований (ну, тут я как-то затрудняюсь привести простые примеры).

Второе, что приходит в голову - доставка РНК. Третье - доставка каких-нибудь веществ, вызывающих изменение состояния клетки: рост, дифференцировку, деление, смерть.
2. "С растениями проще".

Чем же проще? Высшие растения, к слову сказать, не так много из среды и впитывают. Это у грибов содержание, например, тяжелых металлов в окружающей среде и в организме практически одно и то же, сколько ни дай, а у растений - накапливается, конечно, но содержание "загрязнений" внутри существенно ниже, чем снаружи. Конечно, они же не могут убежать и спрятаться.
Сложности же доставки веществ в клетки растений связаны прежде всего с наличием клеточной стенки. У клеток животных, с которыми обычно приходится иметь дело, есть только клеточная мембрана, тогда как у растений снаружи от мембраны имеется еще и клеточная стенка, состоящая в основном из целлюлозы и лигнина. Хотя, в некоторых случаях можно работать с протопластами - растительными клетками, лишенными клеточной стенки. Однако часто хочется наблюдать те или иные эффекты на листьях или целых растениях, и тогда конечно с клеточной стенкой надо что-то делать.
3. Как доставлять.

Бомбардировка частицами вольфрама или золота с намотанными на них молекулами ДНК стала в последнее время, пожалуй, самым популярным способом доставки генов в растения. Другой не менее замечательный метод - при помощи агробактерий, которые являются будто нарочно на радость молекулярным биологам природой созданными машинками для трансформации растений. Еще можно втирать в поверхность листа раствор плазмиды с каким-нибудь абразивом (который нужен, чтобы повредить опять же те самые клеточные стенки). Еще есть что-то, чего я не знаю...

4. Мне кажется, суть данной работы - не в доставке веществ в клетку, а в том, что доставка и действие доставленного вещества разделены во времени. Например, если вы хотите добавить что-то, что должно клетку убить, то если просто обстрелять ее частицами, неизвестно, как понять, умерла ли она от вашего вещества или от того, что ее клеточная мембрана оказалась повреждена в двадцати местах. И наверняка это можно не только к растениям, но и к культурам клеток животных применить. Другое дело, что в животные клетки наверное не нужно стрелять из пушки.
По поводу (вполне справедливого) замечания Л.Трусова "из статьи на cbio ваще не понятно ничего. не считая неточностей. не понимаю, зачем туда ссылка нужна" - позвольте жалкий лепет оправданья: наша новостюшка была делана на основе пресс-релиза, да и то пришлось от себя немножко реконструировать (т.е. домыслить), а за полный текст эти жадины просят US$18 - не наямишься платимши! И, кстати, разбирамшись и переводимши. Утешает, что бывает и глупее, и непонятнее :)
А ссылка здесь, очевидно, дана из повышенной порядочности: наверное, коллеги с Нанометра нашу ньюсу прочитали и с нее припали к первоисточнику.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Страж Нанопорядка
Страж Нанопорядка

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.