Transformarea genetică în celulele plantelor folosind Ultrasonics

Transformarea mediată a agrobacteriei asistate de sonicare (SAAT) este o metodă eficientă de a infecta celulele plantelor cu gene străine folosind Agrobacterium ca transportator. Cavitația cu ultrasunete provoacă sonoporație, care poate fi descrisă ca micro-rănire țintită a țesutului vegetal. Prin intermediul acestor ultrasonically creează micro-răni, ADN-ul și vectorii ADN-ului pot fi transportate eficient în matricea celulară.

sonoporation – Ultrasonically îmbunătățită transformarea celulelor

Ultrasonicator UP100H este un omogenizator de laborator adesea folosit pentru pregătirea probei de plăci de cultură celulară.Când ultrasunetele de joasă frecvență (aproximativ 20kHz) sunt aplicate suspensiilor celulare, efectele cavitației acustice determină o permeabilizare tranzitorie a membranei asupra țesuturilor celulare. Acest efect cu ultrasunete este cunoscut sub numele de sonoporation și este utilizat pentru transferul de gene în celule sau țesuturi.
Avantajele ultrasonication se bazează pe principiul său de lucru mecanic non-termic, ceea ce face sonicare adesea mai versatil și mai puțin dependente de tipurile de celule. Aplicarea versatilă a sonoporației deschide posibilitatea utilizării plantelor transgenice, care au un potențial semnificativ în bioproducția proteinelor terapeutice umane complexe. Astfel de bioreactoare pe bază de plante pot fi ușor manipulate genetic, pot preveni contaminarea potențială cu agenți patogeni umani, nu dăunează transformării bacteriilor care mediază (de exemplu Agrobacterium) și sunt o metodă ieftină și eficace de bio-sinteză.

Cerere de informatie





Videoclipul arată sistemul de pregătire a probelor cu ultrasunete UIP400MTP, care permite pregătirea fiabilă a probelor de orice plăci standard multi-bine folosind ultrasunete de mare intensitate. Aplicațiile tipice ale UIP400MTP includ liza celulară, ADN-ul, ARN-ul și forfecarea cromatinei, precum și extracția proteinelor.

Ultrasonicator UIP400MTP pentru sonicare placă multi-bine

Transformarea celulelor ultrasonic-assisted

Ultrasonicators de tip sondă, cum ar fi UP200St sunt omogenizatoare de țesut fiabile și utilizate pe scară largă pentru pregătirea probei în genetică, de exemplu, pentru Sonicare-Asistată Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT).Sonicare este o tehnică care aplică undele cu ultrasunete de joasă frecvență pentru a agita particulele în soluție, pentru a amesteca soluții, crescând astfel rata de transfer de masă și dizolvare. Simultan, sonicare poate elimina gazele dizolvate din lichide. În transformarea plantelor, sonicare va provoca formarea de microwounds pe țesutul vegetal și de a spori livrarea de ADN gol în protoplastul plantei.

Pentru transformarea genetică, transformarea mediată de Agrobacterium asistată de Sonicare (SAAT) este metoda preferată și are o eficiență semnificativ mai mare decât sonicare utilizate pentru a transfera ADN-ul gol și vectorii ADN-ului direct în protoplast. Numeroase studii au demonstrat că sonicare asistată Agrobacterium-mediate de transformare (SAAT) poate fi folosit pentru a induce întreruperea mecanică și formarea rănilor pe celulele plantelor prin undele cu ultrasunete și cavitația acustică rezultată. Un scurt tratament cu ultrasunete creează micro-răni pe suprafața explantelor. Deoarece celulele rănite vor permite penetrarea Agrobacterium în partea mai profundă a țesuturilor plantelor, crescând astfel probabilitatea ca celulele plantelor să fie infectate. În plus, compușii fenolici secretați sporesc transformarea. Micro-rănile generate cu ultrasunete fac ca penetrarea explantelor de către bacterii să fie, de asemenea, mai fezabilă. SAAT a fost utilizat cu succes pentru transformarea genetică la speciile de plante considerate în special ca fiind rezistente la Agrobacterium.
Fiind o metodă foarte simplă și ieftină, precum și îmbunătățirea semnificativă a transferului de gene mediate de Agrobacterium sunt avantajele majore ale SAAT. În afară de aplicarea cu succes a SAAT în transformarea Chenopodium rubrum L. și Beta vulgaris L., această abordare a fost aplicată și în producția de holotoxine labile de căldură-labile de tip sălbatic Escherichia coli recombinante și adjuvanți ai vaccinului LT mutant Escherichia coli în Nicotiana tabacum, în care au fost detectate cele mai mari titruri igG sistemice specifice LT-B la păsări.
(cf. Laere et al., 2016; M. Klimek-Chodacka și R. Baranski, 2014)

VialTweeter poate fi utilizat pentru infecția cu ADN a celulelor planului, de exemplu, folosind Agrobacterium asistată de sonicare- transformare mediată (SAAT)

VialTweeter pentru sonicarea simultană a mai multor tuburi de probă, de exemplu, pentru agrobacterie asistată de sonicare- transformare mediată (SAAT)

Beneficiile dovedite științific ale transformării agrobacterii asistate de sonicare (SAAT)

Sonicare-asistate Agrobacterium-mediate transformare (SAAT) a fost aplicat la numeroase specii de plante. Un tratament cu ultrasunete scurt și relativ ușor al culturilor de celule vegetale provoacă sonoporare, care permite ulterior o penetrare profundă a Agrobacterium ca transportator de gene. Mai jos puteți citi studii exemplare care demonstrează efectele benefice ale SAAT.

Transformarea ultrasonically asistată de Ashwagandha

Pentru a îmbunătăți eficiența transformării în W. somnifera (cunoscut sub numele de ashwagandha sau cireșe de iarnă), Dehdashti și colegii (2016) au investigat utilizarea acetosiringonei (AS) și sonicare.
Acetosiringona (AS) a fost adăugată în trei etape: cultura lichidă Agrobacterium, infecția cu Agrobacterium și co-cultura explantelor cu Agrobacterium. Adăugarea a 75 μM AS la cultura lichidă Agrobacterium s-a dovedit a fi optimă pentru inducerea genelor vir.
Aplicarea suplimentară a sonicare (SAAT) a dus la cea mai mare expresie genică. Expresia genei gusA în rădăcini păroase s-a dovedit a fi cea mai bună atunci când frunzele și vârfurile de lăstari au fost sonicate timp de 10 și, respectiv, 20 de ani. Eficiența de transformare a protocolului îmbunătățit a fost înregistrată de 66,5, respectiv 59,5% în cazul explantelor cu frunze și vârfuri de lăstari. În comparație cu alte protocoale, eficiența de transformare a acestui protocol îmbunătățit s-a dovedit a fi de 2,5 ori mai mare pentru frunze și de 3,7 ori mai mult pentru vârfurile de tragere. Analizele southern blot au confirmat 1-2 copii ale transgenei gusA în liniile W1-W4, în timp ce 1-4 copii transgene au fost detectate în linia W5 generată de protocolul îmbunătățit.

Durata sonicare (timpul expus la ultrasunete) afectează Agrobacterium asistat de sonicare- transformare mediată (SAAT) privind transformarea în W. somnifera

Efectul duratei de sonicare asistată Agrobacterium- transformare mediată (SAAT) asupra frecvenței de transformare a frunzei W. somnifera (a) și trage vârful (b) explante
(studiu și grafic: © Dehdashti et al., 2016)

Cerere de informatie





Transformarea ultrasonically asistată de bumbac

Hussain et al. (2007) demonstrează efectele benefice ale transformării bumbacului asistat de sonicare. Cavitația acustică cauzată de ultrasunetele de joasă frecvență creează micro-răni pe și sub suprafața țesutului vegetal (sonoporație) și permite Agrobacterium să călătorească mai adânc și complet în întregul țesut al plantei. Acest mod de rănire crește probabilitatea de a infecta celulele plantelor situate mai adânc în țesut. Pentru a evalua eficiența transformării SAAT, a fost măsurată expresia genei GUS. Sistemul de raportare GUS este un sistem genetic reporter, deosebit de util în biologia moleculară a plantelor și microbiologie. Ajustând diferiți parametri SAAT, expresia tranzitorie GUS în bumbac folosind embrioni maturi ca explant a fost îmbunătățită semnificativ. GUS a fost detectat pentru prima dată 24h după incubarea explantelor și de 48h, expresia GUS a fost foarte intensă, ceea ce a servit ca un indicator util al transformării cu succes a explantului de bumbac în urma transformării mediate agrobacterium asistate de sonicare (SAAT). Comparația diferitelor tehnici de transformare (și anume biolistică, Agro, BAAT, SAAT), transformarea agrobacterie asistată de sonicare (SAAT) a arătat de departe cele mai bune rezultate ale transformării.

Transformarea mediată de Agrobacterium asistată de sonicare (SAAT) arată o expresie tranzitorie semnificativ mai mare în comparație cu metodele alternative de infecție.

Alegerea procedurii de transformare pe baza expresiei tranzitorii a GUS. Transformarea mediată agrobacterie asistată de sonicare (SAAT) arată o expresie tranzitorie semnificativ mai mare.
(studiu și grafic: © Hussain et al., 2007)

Soluții cu ultrasunete de înaltă performanță pentru sonoporare și SAAT

Hielscher Ultrasonics este mult timp cu experiență în dezvoltarea și fabricarea de ultrasonicators de înaltă performanță pentru laboratoare, facilități de cercetare, precum și producția industrială cu debite foarte mari. Pentru microbiologie și știința vieții, Hielscher oferă diverse soluții pentru a se potrivi diferitelor cerințe necesare pentru țesuturi specifice și tratamentele lor. Pentru ultrasonication simultană a numeroase probe Hielscher oferă UIP400MTP pentru plăci multiwell, VialTweeter pentru sonicare de până la 10 flacoane (de exemplu, tuburi Eppendorf) sau CupHorn cu ultrasunete. Ultrasonicators de tip sondă sunt disponibile de la 50 la 400 wați ca omogenizatoare de laborator, în timp ce sistemele industriale acoperă gama de putere de la 500 wați la 16kW.
Vă rugăm să luați legătura cu noi și să ne informați despre cerințele dumneavoastră de aplicare și proces. Personalul nostru bine-experimentat va fi bucuros să recomande ultrasonicator cel mai potrivit pentru procesul dumneavoastră biologic.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
plăci multiwell / microtiter N / A. UIP400MTP
până la 10 flacoane N / A. VialTweeter
până la 5 flacoane/tuburi sau 1 vas mai mare N / A. CupHorn
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să completați formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre ultrasonicators noastre, aplicațiile lor și prețul. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dvs.!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.



Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă forfecare sunt utilizate în laborator, banc-top, pilot și prelucrare industrială.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.



Literatură / Referințe


Ultrasunete de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru de la ultrasonicator de laborator compact peste unități de banc-top la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.