Manipulation de cellules végétales avec la nanotechnologie


L'utilisation de nanotubes de carbone (NTC) comme vecteurs de médicaments a été étudiée dans des cellules de mammifères. Par rapport aux nanoparticules, les NTC ont un plus grand volume intérieur, étant capables de loger plus de molécules du médicament; et ce volume est plus accessible, car les embouts peuvent être facilement retirés.

En outre, la recherche en phytologie axée sur l'étude du génome des plantes et de la fonction des gènes, ainsi que sur l'amélioration des épices végétales est devenue l'une des frontières de la nanotechnologie.

Dans quelle mesure les nanomatériaux peuvent être utilisés pour fournir une charge utile à l'intérieur des cellules végétales est un sujet qui n'a pas encore été largement étudié. Les cellules végétales diffèrent des cellules animales à plusieurs égards; L'un des principaux est qu'en plus de la membrane cellulaire, ils sont entourés d'une paroi qui fournit un soutien structurel et mécanique. La paroi des cellules végétales est généralement constituée de polysaccharides et de cellulose, ce qui fournit à la cellule un environnement solide et rigide dans lequel vivre, mais constitue également une barrière supplémentaire que les molécules qui portent la charge doivent surmonter pour accéder à l'intérieur de les cellules. Ainsi, par exemple, de nombreux réactifs pour l'imagerie intracellulaire (tels que le colorant au calcium), qui sont largement utilisés dans les cellules de mammifères, ne peuvent pas être appliqués aux cellules végétales intactes.

Dans le cadre de nouvelles recherches, des scientifiques chinois ont étudié la capacité des nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNT) à pénétrer à travers la paroi cellulaire et la membrane cellulaire des cellules végétales intactes, afin de savoir s'ils peuvent être utilisés. comme transporteurs moléculaires.

Dans leurs travaux, Xiaohong Fang, professeur de chimie au Laboratoire principal de nanotechnologie et nanostructure moléculaire de l'Académie des sciences de Beijing, et ses collègues présentent la première preuve que des matériaux peuvent être introduits dans des cellules végétales intactes sans aide. traitements externes ou antérieurs. En outre, ils ont démontré qu'il est possible de transporter des SWCNT conjugués à de petites molécules de colorant ou à de l'ADN dans des cellules, montrant le potentiel des SWCNT en tant que nanotransporteurs pour les cellules végétales. De plus, l'équipe a montré qu'avec les SWCNT, il est même possible de libérer différentes charges dans différents compartiments d'une cellule végétale.

L'équipe a rapporté ses résultats dans la revue Nano Letters ("Carbon Nanotubes as Molecular Transporters for Walled Plant Cells").

Par rapport aux méthodes de distribution existantes pour les cellules végétales murées - telles que le canon à gènes, l'électroporation et la microinjection - une stratégie de distribution à base de nanoparticules a ses avantages en raison de sa facilité d'intervention et de sa large applicabilité.

L'étude de l'équipe de Fang ouvre une nouvelle approche de la délivrance de charge dans les cellules végétales murées: par exemple, des molécules d'ADN / ARN pourraient être envoyées à des fins de manipulation génétique ou de transformation de cellules végétales. De plus, la délivrance d'agents d'imagerie intracellulaire ou d'autres régulateurs pourrait permettre une imagerie en temps réel ou une étude des processus cellulaires, conduisant à une meilleure compréhension de la biologie des cellules végétales.

Source: Nanowerk


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