Genetisk transformation i växtceller med ultraljud

Ultraljudsbehandling-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT) är en effektiv metod för att infektera växtceller med främmande gener med Agrobacterium som transportör. Ultraljud kavitation orsakar sonoporation, som kan beskrivas som riktade mikrosår av växtvävnad. Via dessa ultraljud skapar mikrosår, DNA och DNA vektorer kan effektivt transporteras in i cellmatrisen.

sonoporation – Ultraljud förbättrad celltransformation

Ultrasonicator UP100H är en labhomogeniserare som ofta används för provberedning av cellodlingsplattor.När lågfrekvent ultraljud (ca 20 kHz) appliceras på cellsuspensioner orsakar effekterna av akustisk kavitation en övergående membrangenomträngning på cellvävnader. Denna ultraljudseffekt är känd som sonoporation och används för genöverföring till celler eller vävnader.
Fördelarna med ultraljud är baserade på dess icke-termiska mekaniska arbetsprincip, vilket gör ultraljudsbehandling ofta mer mångsidig och mindre beroende av celltyper. Den mångsidiga tillämpningen av sonoporation öppnar möjligheten att utnyttja transgena växter, som har betydande potential i bioproduktionen av komplexa humana terapeutiska proteiner. Sådana växtbaserade bioreaktorer kan lätt manipuleras genetiskt, förhindra potentiell kontaminering med mänskliga patogener, skadar inte transformationsförmedlande bakterier (t.ex. Agrobacterium) och är en billig, effektiv metod för biosyntes.

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Videon visar ultraljud provberedningssystemet UIP400MTP, vilket möjliggör tillförlitlig provberedning av alla standard multi-brunnsplattor med högintensiv ultraljud. Typiska tillämpningar av UIP400MTP inkluderar celllys, DNA, RNA och kromatinspjuvning samt proteinutvinning.

Ultrasonicator UIP400MTP för multi-well platta ultraljudsbehandling

Ultraljudsassisterad celltransformation

Probe-typ ultrasonicators såsom UP200St är tillförlitliga vävnad homogenisatorer och används ofta för provberedning i genetik, t.ex. för ultraljudsbehandling-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT).Ultraljudsbehandling är en teknik som tillämpar lågfrekventa ultraljudsvågor för att agitera partiklar i lösning, för att blanda lösningar, vilket ökar hastigheten för massöverföring och upplösning. Samtidigt kan ultraljudsbehandling ta bort upplösta gaser från vätskor. I växttransformation, ultraljudsbehandling kommer att orsaka bildandet av mikrowounds på växtvävnad och förbättra leveransen av naken DNA i växten protoplast.

För genetisk transformation är ultraljudsbehandling-Assisted Agrobacterium-medierad transformation (SAAT) den föredragna metoden och har en betydligt högre effektivitet än ultraljudsbehandling som används för att överföra nakna DNA- och DNA-vektorer direkt in i protoplasten. Många studier har visat att ultraljudsbehandling assisterad Agrobacterium-medierad transformation (SAAT) kan användas för att inducera mekanisk störning och bildning av sår på växtceller av ultraljudsvågor och den resulterande akustiska kavitationen. En kort ultraljudsbehandling skapar mikrosår på ytan av explants. Eftersom de sårade cellerna kommer att tillåta penetrering av Agrobacterium i den djupare delen av växtvävnader, vilket ökar sannolikheten för att växtceller infekteras. Dessutom förbättrar de utsöndrade fenolföreningarna transformationen. De ultraljudsgenererade mikrosåren gör explantpenetration av bakterier också mer genomförbart. SAAT användes framgångsrikt för genetisk omvandling hos växtarter som särskilt anses vara resistenta mot Agrobacterium.
Att vara en mycket enkel och billig metod, liksom den betydande förbättringen av Agrobacterium-medierad genöverföring är de stora fördelarna med SAAT. Förutom framgångsrik tillämpning av SAAT vid omvandling av Chenopodium rubrum L. och Beta vulgaris L., har detta tillvägagångssätt också tillämpats vid framställning av rekombinanta Escherichia coli vildtyp värmelabila holotoxin och Escherichia coli mutanta LT-vaccinadjuvanser i Nicotiana tabacum, där de högsta systemiska LT-B-specifika IgG-titrarna detekterades hos fåglar.
(jfr Laere m.fl., 2016; M. Klimek-Chodacka och R. Baranski, 2014)

VialTweeter kan användas för DNA-infektion av planceller, t.ex. med hjälp av ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium- medierad transformation (SAAT)

VialTweeter för samtidig ultraljudsbehandling av flera provrör, t.ex. för ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium- medierad transformation (SAAT)

Vetenskapligt bevisade fördelar med ultraljudsbehandling-assisted Agrobacterium-medierad transformation (SAAT)

Ultraljudsbehandling-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT) har tillämpats på många växtarter. En kort och relativt mild ultraljudsbehandling av växtcellkulturer orsakar sonoporation, vilket därefter möjliggör en djup penetration av Agrobacterium som gentransportör. Nedan kan du läsa exemplifierande studier som visar de positiva effekterna av SAAT.

Ultraljud-assisterad transformation av Ashwagandha

För att förbättra transformationseffektiviteten i W. somnifera (känd som ashwagandha eller vinterkörsbär) undersökte Dehdashti och kollegor (2016) användningen av acetosyringon (AS) och ultraljudsbehandling.
Acetosyringon (AS) tillsattes i tre steg: Agrobacterium liquid culture, Agrobacterium infection och co-culture of explants with Agrobacterium. Tillsatsen av 75 μM AS till Agrobacterium flytande odling visade sig vara optimal för induktion av virgener.
Den ytterligare tillämpningen av ultraljudsbehandling (SAAT) resulterade i högsta genuttryck. GusA-genuttrycket i håriga rötter visade sig vara bäst när bladen och skottspetsarna sonikerades i 10 respektive 20-talet. Transformationseffektiviteten för det förbättrade protokollet registrerades 66,5 respektive 59,5% för blad- respektive skottspetsutplanteringar. Jämfört med andra protokoll visade sig transformationseffektiviteten för detta förbättrade protokoll vara 2,5 gånger högre för löv och 3,7 gånger mer för skottspetsar. Southern blot-analyser bekräftade 1–2 kopior av gusA-transgenen i linjerna W1-W4, medan 1–4 transgenkopior detekterades i linjen W5 som genererades av det förbättrade protokollet.

Ultraljudsbehandling varaktighet (tid utsatt för ultraljud) påverkar ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium- medierad transformation (SAAT) på transformation i W. somnifera

Effekten av varaktigheten av ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium- medierad transformation (SAAT) på transformationsfrekvensen av W. somnifera blad (a) och skottspets (b) explants
(studie och grafik: © Dehdashti et al., 2016)

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud-assisterad transformation av bomull

(2007) visa de positiva effekterna av ultraljudsbehandling-assisterad bomullstransformation. Akustisk kavitation orsakad av lågfrekvent ultraljud skapar mikrosår på och under ytan av växtvävnad (sonoporation) och gör att Agrobacterium kan resa djupare och helt genom växtvävnaden. Detta sårande sätt ökar sannolikheten för att infektera växtceller som ligger djupare i vävnad. För att utvärdera transformationseffektiviteten hos SAAT mättes GUS-genuttryck. GUS reportersystem är ett reportergensystem, särskilt användbart inom växtmolekylärbiologi och mikrobiologi. Justering av olika SAAT-parametrar förbättrades GUS-transientuttryck i bomull med mogna embryon som explantat avsevärt. GUS detekterades först 24 timmar efter inkubation av explantaten och vid 48h var GUS-uttrycket mycket intensivt vilket fungerade som en användbar indikator på framgångsrik omvandling av bomullsexplantet efter ultraljudsbehandling assisterad Agrobacterium medierad transformation (SAAT). Jämförelsen av olika transformationstekniker (nämligen biolistisk, Agro, BAAT, SAAT), ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium-medierad transformation (SAAT) visade överlägset de bästa resultaten av transformation.

Ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium-medierad transformation (SAAT) visar en betydligt högre övergående uttryck jämfört med alternativa infektionsmetoder.

Val av omvandlingsförfarande på grundval av transient uttryck av GUS. Ultraljudsbehandling-assisterad Agrobacterium-medierad transformation (SAAT) visar en betydligt högre transient uttryck.
(studie och grafik: © Hussain et al., 2007)

Högpresterande ultraljudslösningar för sonoporation och SAAT

Hielscher Ultrasonics har lång erfarenhet av utveckling och tillverkning av högpresterande ultrasonicators för laboratorier, forskningsanläggningar samt industriell produktion med mycket höga genomströmningar. För mikrobiologi och life science erbjuder Hielscher olika lösningar för att tillgodose olika krav som är nödvändiga för specifika vävnader och deras behandlingar. För samtidig ultraljud av många prover Hielscher erbjuder UIP400MTP för multiwell plattor, VialTweeter för ultraljudsbehandling av upp till 10 injektionsflaskor (t.ex. Eppendorf rör) eller ultraljud CupHorn. Probe-typ ultrasonicators är tillgängliga från 50 till 400 watt som lab homogenisatorer, medan industriella system täcker effektområdet från 500 watt till 16kW.
Vänligen kontakta oss och låt oss veta om dina ansöknings- och processkrav. Vår väl erfarna personal kommer gärna att rekommendera den mest lämpliga ultrasonicator för din biologiska process.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
multiwell / microtiter plattor n.a. UIP400MTP
upp till 10 injektionsflaskor n.a. VialTweeter
upp till 5 injektionsflaskor/rör eller 1 större kärl n.a. Cuphorn
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Fyll i formuläret nedan för att begära ytterligare information om våra ultrasonicators, deras ansökningar och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera att våra Integritetspolicy.



Ultraljud hög skjuvning homogenisatorer används i labb, bänk-top, pilot och industriell bearbetning.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.



Litteratur / Referenser


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta labb ultrasonicator över bänkenheter till fullindustriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.