Плазма помогает вводить белки в растения

Ученые из Токийского технологического института и Института агробиологических наук NARO разработали метод введения белков в клетки растений с помощью обработки плазмой. Их метод может иметь множество применений в исследованиях и промышленности.

Введение органических веществ, таких как белки, в живые клетки полезно для фундаментальных исследований и промышленных технологий. Например, поведение компонентов клетки можно отслеживать, вводя в нее флуоресцентный белок. Хотя ученые давно успешно доставляют белки в живые клетки животных, с растениями возникают сложности из-за различий в структуре клеточных поверхностей и стенок.

Разработка неразрушающего метода введения белков может быть использована для редактирования генома и контроля функций, например, для управления временем цветения. Исследователи под руководством Юки Янагавы (NARO) и Акитоси Окино (Токийский технологический институт) разработали перспективную методику с использованием не-тепловой плазмы атмосферного давления.

Плазма создается путем добавления энергии в газ, что приводит к ионизации его атомов. Плазма уже используется во многих областях и недавно показала эффективность в инактивации бактерий, повреждая их клеточные поверхности. Аналогичный процесс может нарушить поверхностную структуру клеток растений, позволяя белкам проникать внутрь.

Команда проверила теорию на листьях и корнях табака, риса и арабидопсиса. Группы листьев подвергали воздействию одного из пяти типов плазмы, а затем погружали в раствор, содержащий флуоресцентный зеленый белок (sGFP), слитый с аденилатциклазой. Оказалось, что листья, обработанные плазмой на основе диоксида углерода (CO₂) или азота (N₂), показали высокое поглощение белка клетками.

Введение белка с помощью плазмы основано на принципиально ином механизме, чем существующие методы (микроинъекции, трансфекция). Метод прост, так как не требует специальной предварительной обработки растительных тканей или самих белков. Он также масштабируем, поскольку размер плазменной установки можно изменять.

Исследователи надеются, что их метод окажется полезным для различных видов растений и тканей. Техника может быть расширена для введения разных белков и найдет применение в редактировании растительного генома, анализе функции белков и точном контроле свойств растений для науки и промышленности.