Gold-Nanocluster-Mediated Delivery of siRNA to Intact Plant Cells for Efficient Gene Knockdown.
Gold-Nanocluster-Mediated Delivery of siRNA to Intact Plant Cells for Efficient Gene Knockdown.
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DOI：
10.1021/acs.nanolett.1c01792
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发表时间：
2021-07-14
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Yang, Peidong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang, Huan;Cao, Yuhong;Xu, Dawei;Goh, Natalie S.;Demirer, Gozde S.;Cestellos-Blanco, Stefano;Chen, Yuan;Landry, Markita P.;Yang, Peidong
RNA干扰涉及小干扰RNA （siRNA）的传递，已被用于验证靶基因，了解和控制细胞代谢途径，并作为一种“绿色”替代方法赋予作物抗虫害能力。传统的siRNA传递方法，如病毒和农杆菌介导的传递，表现出植物物种范围的限制和不受控制的DNA整合到植物基因组中。在这里，我们合成了聚乙烯亚胺功能化金纳米团簇（PEI-AuNCs）来介导siRNA传递到完整的植物中，并表明这些纳米团簇能够有效地敲低基因。我们进一步证明PEI-AuNCs保护siRNA免受RNase降解，而该复合物足够小，可以绕过植物细胞壁。因此，aunc对GFP和ROQ1的敲除效率分别高达76.5±5.9%和76.1±9.5%，没有明显的毒性。我们的数据表明，aunc可以将siRNA传递到完整的植物细胞中，在植物生物技术中有广泛的应用。
RNA interference, which involves the delivery of small interfering RNA (siRNA), has been used to validate target genes, to understand and control cellular metabolic pathways, and to use as a “green” alternative to confer pest tolerance in crops. Conventional siRNA delivery methods such as viruses and Agrobacterium-mediated delivery exhibit plant species range limitations and uncontrolled DNA integration into the plant genome. Here, we synthesize polyethylenimine-functionalized gold nanoclusters (PEI-AuNCs) to mediate siRNA delivery into intact plants and show that these nanoclusters enable efficient gene knockdown. We further demonstrate that PEI-AuNCs protect siRNA from RNase degradation while the complex is small enough to bypass the plant cell wall. Consequently, AuNCs enable gene knockdown with efficiencies of up 76.5 ± 5.9% and 76.1 ± 9.5% for GFP and ROQ1, respectively, with no observable toxicity. Our data suggest that AuNCs can deliver siRNA into intact plant cells for broad applications in plant biotechnology.
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