Bakar همکار Q&A: بهتر گیاه مهندسی با نانولوله

آن را مانند یک اسب تروا در فوق العاده در مقیاس کوچک یک خودرو طراحی شده به لغزش از طریق سخت دیوار دفاعی از سلول های گیاهی و تحویل قوی ژن ویرایش سیستم CRISPR-Cas9. یک بار داخل, CRISPR - Cas9 می توانید با قطع کردن هدفمند ژن به افزایش محصول.

تحویل وسایل نقلیه نانولوله -- کربن سیلندر فقط میلیونیم اینچ طولانی و بخشی از آن در سراسر. علاوه بر گذر گاه CRISPR-Cas9 در سراسر سلول موانع نانولوله های جلوگیری از ژن خارجی از قرار دادن خود به کارخانه ژنوم بالقوه نظارتی اشکال در محصول مهندسی ژنتیک.

برکلی به تازگی ثبت اختراعات جدید تکنولوژی نانولوله به حذف ژن در گیاهان زراعی بدون در خطر قرار دادن ژن های جدید. ویرایش ژنوم گیاهان زراعی می تواند افزایش چنین صفات به بیماری مقاومت یا تحمل به خشکی. پس از فرآیند جدید می افزاید: هیچ ژن به ژنوم گیاه در فرایند ویرایش آن را مطابق با, non-GMO مورد نیاز در ایالات متحده و چند کشور دیگر در خارج از اروپا است.

این نانولوله فن آوری توسعه یافته توسط Markita Landry (استادیار شیمی و biomolecular engineering. با پشتیبانی از به عنوان یک Bakar همکار Landry در حال حاضر پالایش تکنیک و کار با کارشناسان در علوم کشاورزی, کسب و کار و زمینه های دیگر مورد نیاز برای رسیدن به بازار است.

او در توضیح استراتژی جدید با خیال راحت به بهبود محصولات کشاورزی.

س: به همین دلیل است که آن را دشوار است به لحاظ ژنتیکی مهندسی گیاهان ؟

A. یک کلید از ویژگی های سلول های گیاهی است خود را اضافی مانع دیواره سلولی فراهم می کند که پشتیبانی ساختاری نوع مانند اسکلت حیوانات است. دیواره سلولی سخت است برای نفوذ کند و باعث می شود آن را دشوار است به ارائه مواد ژنتیکی است.

Q. چگونه است که مانع از غلبه بر ژنومی در محل کار امروز ؟

A. روش های فعلی شلیک ژن های جدید را از طریق سلول گیاهی دیوار و یا استفاده از یک باکتری یا ویروس به ارائه آنها را. روش اول به نام biolistics, انفجار طریق دیواره سلولی خطر آسیب و همچنین به عنوان اضافه کردن نسخه های متعدد از ناخواسته خارجی ژن به ژنوم گیاه. باکتریایی و ویروسی روش های پاتوژن مبتنی بر که باعث نظارت نظارتی و همچنین عملکرد ژن خارجی یکپارچه سازی.

س: اما روش خود را معرفی می کند یک ژن خارجی -- به Cas9 ژن است. نیست که در واقع اضافه کردن یک ژن جدید به گیاه ؟

A. این زیبایی از نانولوله رویکرد است. با تکنیک های دیگر Cas9 ژن می تواند تبدیل به دائم یکپارچه به گیاه خود DNA. اما نانولولههای جلوگیری از این ادغام ، به Cas9 DNA در هنگام تحویل داده شده با نانولوله های کربنی, جلوگیری از تبدیل شدن به یک بخشی از گیاه ژنوم.

هنگامی که CRISPR-Cas9 تحویل داده شده است این گیاه ژنوم ترجمه Cas9 ژن به آنزیم است که می تواند دقیقا برش یک ژن خاص. اما Cas9 ژن باقی مانده است جدا از این کارخانه داشت ، سلول به زودی این دسته DNA خارجی به عنوان "غیر خود" و تنزل آن است. Cas9 برگ هیچ اثری به جز ژن آن را هدفمند برای دست کشیدن از.

Q. چگونه می توانید نانولولههای از طریق دیواره سلولی بدون ایجاد آسیب ؟

A. اولین پاسخ این است که آنها فوق العاده کوچک است. خود سفتی نیز مهم است – مانند تفاوت بین تلاش برای فشار یک سوزن از طریق یک بالشتک به جای یک رشته است. ما در حال تلاش برای درک اثرات ویژگی های دیگر مانند نانولوله شکل و شارژ خود را.

Q. آیا این "خارج از قفسه" نانولولههای پس به صحبت می کنند ؟

A. بدون, بدون هیچ گونه تغییرات DNA نمی خواهد بار و یا اتصال به نانولوله. ما را توسعه داده اند سطح تغییرات شیمیایی است که اجازه می دهد مواد ژنتیکی به پایبندی به نانولولههای.

Q. چگونه شما را به کشف که میتوان از نانولولههای مورد استفاده در این رمان راه است ؟

A. در ابتدا ما با استفاده از نانولوله سنسور تصویر گیاه مولکول های سیگنالینگ. اما آن کار نمی کند. ما در بر داشت که نانولولههای به آرامی رفت و از طریق دیواره سلولی ساخت تصویربرداری دشوار است. معلوم بود هیچ چیز وجود دارد در ادبیات مورد چیزهایی که رفتن را از طریق سختی گیاهی دیواره سلولی. بنابراین ما تصمیم به تبدیل این پروژه به انتقال ژن.

Q. چگونه Bakar همراهان جایزه حمایت از تحقیقات خود را?

A. من در مقطع دکتری در رشته فیزیک و تمرکز من شده است و بیشتر در تحقیقات پایه. این Bakar پشتیبانی است که ما اجازه می دهد برای ارتباط با کارشناسان راه بیشتر آگاه در کشاورزی, زیست فناوری در بخش -- صحبت کردن با دانشمندان می دانند که چه ژن را بیشتر حس به هدف چه محصولات هستند و در بیشتر نیاز –و عملی و مسائل قانونی که بر حرکت فناوری نانو به کشاورزی است.

ما Bakar نوآوری همکار Eduardo González Grandío است که منجر آزمایشگاه ما تلاش در Cas9 تحویل به محصولات زراعی است. ادواردو در حال حاضر مشغول کار بر روی ژنوم ویرایش در برنج از طریق نانولوله مبتنی بر تحویل CRISPR DNA پلاسميدهای. ما امیدواریم که نانولوله تکنولوژی می تواند راه خود را به بخش کشاورزی در پنج تا ده سال.

این Bakar همراهان برنامه پشتیبانی از تحقیقات نوآورانه در اوایل زندگی حرفه ای دانشکده در دانشگاه برکلی با تمرکز ویژه بر روی پروژه های که نگه تجاری وعده. برای اطلاعات بیشتر, ببینید http://bakarfellows.berkeley.edu.