بهینه سازی انتقال ژن موقت به گیاه پروانش (Catharanthus roseus L.) از طریق معرفی نانوحامل نانوذرات ابرپارامغناطیسی اکسید آهن سنتز شده به روش سبز و نانولوله های کربنی

روش های مرسوم انتقال ژن به سلول های گیاهی دارای محدودیت هایی از جمله محدودیت میزبان در روش انتقال ژن به واسطه آگروباکتریوم، حذف دیواره سلولی در استفاده از پلی اتیلن گلیکول و الکتروپوریشن و آسیب سلولی در هنگام استفاده از تفنگ ژنی  هستند. اخیرا روش های انتقال ژن مبتنی بر نانو فناوری برای ترنسفورم ژنتیکی گیاهان ایجاد شده است که این نانواستراتژی انتقال ژن کارآمد، زیست سازگاری و حفاظت کافی از DNA هدف را نشان می دهد.
در پژوهش حاضر سنتز سبز نانوذرات ابرپارامغناطیسی اکسید آهن (SPIONs) توسط عصاره آبی برگ گیاه پروانش (Catharanthus roseus L.) انجام شد. در مرحله بعد، سطح نانوذراتSPIONs  و نانولوله های کربنی تک دیواره کربوکسیل دار (SWCNTs-COOH) توسط پلی مرکاتیونی پلی اتیلن ایمین (PEI) عاملدار شد. نانوحامل های pDNA@SPIONs و pDNA@SWCNTs با بارگذاری DNA پلاسمیدی pBI121 بر سطح نانوذرات کاتیونی تهیه شدند. به منظور انتقال ژن به برگ گیاه پروانش، از دو روش غوطه وری و اینفیلتریشن توسط سرنگ استفاده شد. با بررسی حضور سیگنال فلورسنت پروتیین mGFP5 و انجام آنالیز RT-PCR موفقیت انتقال ژن و بیان آن مورد ارزیابی قرار گرفت.
تغییر رنگ محلول نمک های کلرید آهن از قهوه ای شفاف به سیاه، جذب نانوذرات سنتز شده به آهن ربا در حالیکه نمک های کلرید آهن چنین خاصیتی را ندارند و نتایج آنالیزهای انجام شده سنتز نانوذرات SPIONs را تایید می کند. تغییر پتانسل زتا منفی اولیه نانوذرات و مثبت شدن آن اتصال PEI بر سطح نانوذرات مورد بررسی را تایید می کند. نانوذرات کاتیونی تهیه شده توانایی بالایی در تعامل با DNA دارند و می توانند به طور موثری از DNA در برابر تخریب آنزیم های اندونوکلیاز محافظت کنند. مشاهده سیگنال فلورسنت پروتیین mGFP5 توانایی نانوحامل های pDNA@SPIONs و pDNA@SWCNTs را برای انتقال ژن به سلول های گیاهی را تایید می کند.
نتایج نشان داد کاربرد نانوبیوتکنولوژی و استفاده از نانو حامل برای انتقال ژن به سلول های گیاهی می تواند امید بخش مهندسی ژنتیک گیاهی باشد. با تهیه نانوحامل می توان انتقال ژن کارآمد را تقریبا به تمام گونه های گیاهی مستقل از دو لپه یا تک لپه بودن از طریق روشی مبتنی بر نانوتکنولوژی با ویژگی هایی از جمله ساده و ارزان بودن، حذف آگروباکتریوم و محدودیت های استفاده از آن و بدون نیاز به تجهیزات آزمایشگاهی تخصصی امکان پذیر ساخت.