Carbon nanotube-mediated DNA delivery without transgene integration in intact plants.
Carbon nanotube-mediated DNA delivery without transgene integration in intact plants.
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DOI：
10.1038/s41596-019-0208-9
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发表时间：
2019-10
期刊：
影响因子：
14.8
通讯作者：
Landry, Markita P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Demirer, Gozde S.;Zhang, Huan;Goh, Natalie S.;Gonzalez-Grandio, Eduardo;Landry, Markita P.
由于植物细胞壁构成了主要的运输屏障，因此将外源生物分子递送到植物中是困难的，从而限制了植物基因工程的效率。用于植物的传统DNA递送方法遭受宿主物种限制、低转化效率、组织损伤或不可避免且不受控制的DNA整合到宿主基因组中。我们已经证明了用功能化的高纵横比碳纳米管（CNT）纳米颗粒（NP）将质粒DNA有效递送到几个物种的完整植物中，使得能够将DNA有效递送到各种非模式植物物种（芝麻菜、小麦和棉花）中，并导致高蛋白表达水平而不需要转基因整合。在此，我们提供了一个协议，可以由植物生物学家实施，并适用于生产功能化的单壁碳纳米管（SWNT）的表面化学优化的质粒DNA在植物物种独立的方式交付。该方案描述了如何制备，构建和优化聚乙烯亚胺（PEI）功能化的单壁碳纳米管和执行质粒DNA加载。作者还提供了有关材料表征、基因表达评价和储存条件的指导。从单壁碳纳米管的共价功能化到表达定量的整个方案可以在5 d内完成。
Exogenous biomolecule delivery into plants is difficult because the plant cell wall poses a dominant transport barrier, thereby limiting the efficiency of plant genetic engineering. Traditional DNA delivery methods for plants suffer from host-species limitations, low transformation efficiencies, tissue damage, or unavoidable and uncontrolled DNA integration into the host genome. We have demonstrated efficient plasmid DNA delivery into intact plants of several species with functionalized high-aspect-ratio carbon nanotube (CNT) nanoparticles (NPs), enabling efficient DNA delivery into a variety of non-model plant species (arugula, wheat, and cotton) and resulting in high protein expression levels without transgene integration. Herein, we provide a protocol that can be implemented by plant biologists and adapted to produce functionalized single-walled CNTs (SWNTs) with surface chemistries optimized for delivery of plasmid DNA in a plant species–independent manner. This protocol describes how to prepare, construct, and optimize polyethylenimine (PEI)-functionalized SWNTs and perform plasmid DNA loading. The authors also provide guidance on material characterization, gene expression evaluation, and storage conditions. The entire protocol, from the covalent functionalization of SWNTs to expression quantification, can be completed in 5 d.
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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：
4.6
作者：
Dobnik D;Štebih D;Blejec A;Morisset D;Žel J
通讯作者：
Žel J
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.
影响因子：
64.8
作者：
HERRERAESTRELLA, L;DEPICKER, A;SCHELL, J
通讯作者：
SCHELL, J
影响因子：
4.6
作者：
Chuah JA;Yoshizumi T;Kodama Y;Numata K
通讯作者：
Numata K