High aspect ratio nanomaterials enable delivery of functional genetic material without DNA integration in mature plants.
High aspect ratio nanomaterials enable delivery of functional genetic material without DNA integration in mature plants.
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DOI：
10.1038/s41565-019-0382-5
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发表时间：
2019-05
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
植物基因工程是可持续发展、天然产物合成和作物工程的核心。植物细胞壁是限制外源生物分子递送至植物的容易性和通量的屏障。目前的递送方法要么受到宿主范围限制、低转化效率、组织损伤或不可避免的DNA整合到宿主基因组中。在这里，我们展示了有效的基于扩散的生物分子传递到几个物种的完整植物与原始和化学功能化的高纵横比纳米材料。在本氏烟草（Nicotiana benthamiana）（Nb）、芸芥（Eruca sativa）（芝麻菜）、小麦（Triticum aestivum）（小麦）和陆地棉（Gossypium hirsutum）（棉花）叶和芝麻菜原生质体中实现了有效的DNA递送和强蛋白表达而没有转基因整合。我们发现，纳米材料不仅有利于生物分子运输到植物细胞，但也保护多核苷酸从核酸酶降解。我们的工作提供了一个工具，物种独立和被动传递的遗传物质，没有转基因整合，到植物细胞的各种生物技术应用。
Genetic engineering of plants is at the core of sustainability efforts, natural product synthesis and crop engineering. The plant cell wall is a barrier that limits the ease and throughput of exogenous biomolecule delivery to plants. Current delivery methods either suffer from host-range limitations, low transformation efficiencies, tissue damage or unavoidable DNA integration into the host genome. Here, we demonstrate efficient diffusion-based biomolecule delivery into intact plants of several species with pristine and chemically functionalized high aspect ratio nanomaterials. Efficient DNA delivery and strong protein expression without transgene integration is accomplished in Nicotiana benthamiana (Nb), Eruca sativa (arugula), Triticum aestivum (wheat) and Gossypium hirsutum (cotton) leaves and arugula protoplasts. We find that nanomaterials not only facilitate biomolecule transport into plant cells but also protect polynucleotides from nuclease degradation. Our work provides a tool for species-independent and passive delivery of genetic material, without transgene integration, into plant cells for diverse biotechnology applications.
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DOI：
10.1016/bs.pmbts.2017.03.011
发表时间：
2017
影响因子：
--
作者：
Baltes NJ;Gil-Humanes J;Voytas DF
通讯作者：
Voytas DF
影响因子：
4
作者：
Choi, Jong Hyun;Strano, Michael S.
通讯作者：
Strano, Michael S.
影响因子：
4.6
作者：
Dobnik D;Štebih D;Blejec A;Morisset D;Žel J
通讯作者：
Žel J
DOI：
10.1126/science.aac7202
发表时间：
2015-09-11
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Lau W;Sattely ES
通讯作者：
Sattely ES
影响因子：
17.3
作者：
Cunningham, Francis J.;Goh, Natalie S.;Demirer, Gozde S.;Matos, Juliana L.;Landry, Markita P.
通讯作者：
Landry, Markita P.