Ultrasonik Kullanarak Bitki Hücrelerinde Genetik Dönüşüm

Sonication-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT), taşıyıcı olarak Agrobacterium'u kullanarak bitki hücrelerini yabancı genlerle enfekte etmek için etkili bir yöntemdir. Ultrasonik kavitasyon, bitki dokusunun hedeflenen mikro yaralanması olarak tanımlanabilecek sonoporasyona neden olur. Bu ultrasonik aracılığıyla mikro yaralar oluşturur, DNA ve DNA vektörleri verimli bir şekilde hücre matrisine taşınabilir.

sonoporasyon – Ultrasonik Geliştirilmiş Hücre Dönüşümü

Ultrasonicator UP100H, genellikle hücre kültürü plakalarının numune hazırlanması için kullanılan bir laboratuvar homojenizatörüdür.Hücre süspansiyonlarına düşük frekanslı ultrason (yaklaşık 20kHz) uygulandığında, akustik kavitasyonun etkileri hücre dokuları üzerinde geçici bir membran geçirgenliğine neden olur. Bu ultrasonik etki sonoporasyon olarak bilinir ve hücrelere veya dokulara gen transferi için kullanılır.
Ultrasonikasyonun avantajları, sonikasyonu genellikle daha çok yönlü ve hücre tiplerine daha az bağımlı hale getiren termal olmayan mekanik çalışma prensibine dayanmaktadır. Sonoporasyonun çok yönlü uygulaması, karmaşık insan terapötik proteinlerinin biyoüretiminde önemli potansiyele sahip olan transgenik bitkilerin kullanımına olanak tanır. Bu tür bitki bazlı biyoreaktörler genetik olarak kolayca manipüle edilebilir, insan patojenleri ile potansiyel kontaminasyonu önleyebilir, transformasyona aracılık eden bakterilere (örneğin Agrobacterium) zarar vermez ve ucuz, etkili bir biyosentez yöntemidir.

Bilgi talebi





Video, yüksek yoğunluklu ultrason kullanarak herhangi bir standart çok kuyulu plakanın güvenilir numune hazırlanmasına izin veren ultrasonik numune hazırlama sistemi UIP400MTP'yi göstermektedir. UIP400MTP'nin tipik uygulamaları arasında hücre lizisi, DNA, RNA ve kromatin kesmenin yanı sıra protein ekstraksiyonu sayar.

Ultrasonicator UIP400MTP çok iyi plaka sonication için

Video Küçük Resmi

Ultrasonik Yardımlı Hücre Dönüşümü

UP200St gibi prob tipi ultrasonicators güvenilir doku homojenizatörleri ve genetik, örneğin, Sonication-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT) için örnek hazırlama için yaygın olarak kullanılır.Sonikasyon, çözeltideki parçacıkları çalkalamak, çözeltileri karıştırmak, böylece kütle transferi ve çözünme oranını artırmak için düşük frekanslı ultrason dalgaları uygulayan bir tekniktir. Aynı zamanda, sonication çözünmüş gazları sıvılardan çıkarabilir. Bitki dönüşümünde, sonication bitki dokusu üzerinde mikro yaraların oluşumuna neden olacak ve çıplak DNA'nın bitki protoplastına verilmesini artıracaktır.

Genetik dönüşüm için, Sonication Assisted Agrobacterium-aracılı Dönüşüm (SAAT) tercih edilen yöntemdir ve çıplak DNA ve DNA vektörlerini doğrudan protoplasta aktarmak için kullanılan sonikasyondan önemli ölçüde daha yüksek bir verimliliğe sahiptir. Çok sayıda çalışma, sonikasyon destekli Agrobakteri aracılı dönüşümün (SAAT), ultrason dalgaları ve bunun sonucunda ortaya çıkan akustik kavitasyon ile bitki hücrelerinde mekanik bozulma ve yara oluşumunu indüklemek için kullanılabileceğini göstermiştir. Kısa bir ultrasonik işlem, eksplantların yüzeyinde mikro yaralar oluşturur. Yaralı hücreler, Agrobacterium'un bitki dokularının daha derin kısmına nüfuz etmesine izin vereceğinden, böylece bitki hücrelerinin enfekte olma olasılığını artıracaktır. Ek olarak, salgılanan fenolik bileşikler dönüşümü arttırır. Ultrasonik olarak üretilen mikro yaralar, bakteriler tarafından eksplant penetrasyonunu da daha uygulanabilir hale getirir. SAAT, özellikle Agrobacterium'a dirençli olarak kabul edilen bitki türlerinde genetik dönüşüm için başarıyla kullanılmıştır.
Çok basit ve ucuz bir yöntem olmasının yanı sıra Agrobakteri aracılı gen transferinin önemli ölçüde arttırılması, SAAT'in en büyük avantajlarıdır. Bu yaklaşım, Chenopodium rubrum L. ve Beta vulgaris L.'nin dönüşümünde SAAT'in başarılı bir şekilde uygulanmasının yanı sıra, kuşlarda en yüksek sistemik LT-B-spesifik IgG titrelerinin tespit edildiği Nicotiana tabacum'da rekombinant Escherichia coli vahşi tip ısı-labil holotoksin ve Escherichia coli mutant LT aşısı adjuvanlarının üretiminde de uygulanmıştır.
(Bkz. Laere ve ark., 2016; M. Klimek-Chodacka ve R. Baranski, 2014)

VialTweeter, plan hücrelerinin DNA enfeksiyonu için kullanılabilir, örneğin sonikasyon destekli Agrobakteri aracılı dönüşüm (SAAT) kullanılarak

VialTweeter Birden fazla numune tüpünün eşzamanlı sonikasyonu için, örneğin sonikasyon destekli Agrobacterium-aracılı dönüşüm (SAAT) için

Bitki hücrelerinde sonoporasyon yoluyla gen transferi için genel prosedür

  1. Genetik materyalin hazırlanması: Bitki hücrelerine sokmak istediğiniz genetik materyali hazırlayarak başlayın. Bu plazmid DNA, RNA veya diğer nükleik asitler olabilir.
  2. Bitki Hücre İzolasyonu: Hedeflemek istediğiniz bitki hücrelerini izole edin. Deneyinize bağlı olarak, bu hücreler bitki dokularından veya kültürlerinden izole edilebilir.
  3. Hücre Süspansiyonu: Bitki hücrelerini uygun bir ortamda veya tamponda askıya alın. Bu, hücrelerin sağlıklı olmasını ve gen alımına elverişli bir durumda olmasını sağlamak için gereklidir.
  4. Sonicator'ınızı kurun: Prob tipi sonikatörünüzü genlik, zaman, enerji ve sıcaklık gibi ön ayar parametreleri ile sonikasyonla hazırlayın. Ultrasonik probu hücre süspansiyonuna daldırın.
  5. sonication: Sonikasyon prosedürünü başlatın. Prob ucunun hızlı salınımı, sıvıda kavitasyon kabarcıkları oluşturur. Bu kabarcıklar ultrasonik dalgalar nedeniyle genişler ve çöker, süspansiyonda mekanik kuvvetler ve mikro akış oluşturur.
  6. Sonoporasyon: Kavitasyon tarafından üretilen mekanik kuvvetler ve mikro akış, bitki hücrelerinin zarlarında geçici olarak gözenekler ve delikler oluşturur. Süspansiyonda bulunan genetik materyal, bitki hücrelerine bu gözeneklerden girebilir.
  7. Kuluçka: Sonoporasyon tedavisinden sonra, zarlarını iyileştirmelerine ve stabilize etmelerine izin vermek için bitki hücrelerini inkübe edin. Bu, hücre hayatta kalmasını ve başarılı gen transferini sağlamak için çok önemli bir adımdır.

Agrobakteri veya Lipozomlar Yoluyla Gen Transferi

Bitki hücresini transfekte etmek için iki yaygın form vardır. Genetik materyalin taşıyıcısı olarak ya bir Gram-negatif bakteri cinsi olan agrobakteri ya da lipozomları kullanırlar.

  • Agrobakteri aracılı sonoporasyon: Agrobacterium tumefaciens, bitki genetik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan bir bakteridir. Bu yöntemde, istenen geni içeren plazmid DNA'sı, daha sonra bitki hücreleri ile karıştırılan Agrobacterium'a verilir. Hücre süspansiyonu, prob tipi bir sonikatör kullanılarak sonoporasyona tabi tutulur. Ultrasonik enerji, genetik materyalin Agrobakteri'den bitki hücrelerine transferini arttırır. Bu yöntem, bitkilerin genetik modifikasyonu için yaygın olarak kullanılmaktadır.
  • Lipozom aracılı sonoporasyon: Lipozomlar, genetik materyal taşıyabilen lipit bazlı veziküllerdir. Bu yöntemde, plazmid DNA'sı veya diğer nükleik asitlerle yüklü lipozomlar bitki hücreleri ile karıştırılır. Bir prob tipi sonikatör kullanan sonoporasyon, lipozomların bitki hücreleri tarafından alımını kolaylaştırmak için kullanılır. Ultrason, lipozomların lipit çift katmanlarını bozar ve genetik materyali bitki hücrelerine bırakır. Bu yaklaşım, bitki hücrelerinde geçici gen ekspresyon çalışmaları için yararlıdır.

Sonication Destekli Agrobacterium-aracılı dönüşümün (SAAT) bilimsel olarak kanıtlanmış faydaları

Sonication-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT) çok sayıda bitki türüne uygulanmıştır. Bitki hücre kültürlerinin kısa ve nispeten hafif bir ultrasonik tedavisi, daha sonra gen taşıyıcı olarak Agrobacterium'un derin penetrasyonuna izin veren sonoporasyona neden olur. Aşağıda SAAT'in faydalı etkilerini gösteren örnek çalışmaları okuyabilirsiniz.

Sonoporasyon yoluyla bitki hücresini genlerle transfekte etmek için mikro uçlu Sonicator UP200Ht

Sonicator UP200Ht sonoporasyon yoluyla gen transfeksiyonu için

Bilgi talebi





Ashwagandha'nın Ultrasonik Destekli Dönüşümü

W. somnifera'daki (ashwagandha veya kış kirazı olarak bilinir) dönüşüm verimliliğini artırmak için Dehdashti ve meslektaşları (2016) asetosyringone (AS) ve sonikasyon kullanımını araştırdılar.
Asetosyringone (AS) üç aşamada eklenmiştir: Agrobacterium sıvı kültürü, Agrobacterium enfeksiyonu ve eksplantların Agrobacterium ile ko-kültürü. Agrobacterium sıvı kültürüne 75 μM AS ilavesinin vir genlerin indüksiyonu için optimum olduğu bulunmuştur.
Sonication (SAAT) ek uygulaması en yüksek gen ekspresyonu ile sonuçlandı. Tüylü köklerdeki gusA gen ekspresyonunun, yapraklar ve sürgün uçları sırasıyla 10 ve 20'li yaşlarda sonikleştirildiğinde en iyisi olduğu bulunmuştur. İyileştirilmiş protokolün dönüşüm verimliliği, yaprak ve sürgün ucu eksplantlarında sırasıyla% 66.5 ve% 59.5 olarak kaydedildi. Diğer protokollerle karşılaştırıldığında, bu geliştirilmiş protokolün dönüşüm verimliliğinin yapraklar için 2,5 kat daha yüksek ve çekim uçları için 3,7 kat daha fazla olduğu bulunmuştur. Güney leke analizleri, W1-W4 hatlarında gusA transgeninin 1-2 kopyasını doğrularken, geliştirilmiş protokol tarafından üretilen W5 hattında 1-4 transgen kopyası tespit edildi.

Sonication süresi (ultrasona maruz kalma süresi), W. somnifera'daki transformasyon üzerindeki sonikasyon destekli Agrobacterium-aracılı dönüşümü (SAAT) etkiler

Sonikasyon destekli Agrobakteri aracılı transformasyon (SAAT) süresinin W. somnifera yaprağı (a) ve sürgün ucu (b) eksplantlarının dönüşüm frekansına etkisi
(çalışma ve grafik: © Dehdashti ve ark., 2016)

UP200St olarak sonikatörler, DNA, RNA, miRNA ve sonoporasyon yoluyla müteakip gen transfeksiyonu gibi genetik materyalleri hazırlamak için kullanılır. Sonoporasyon, agrobakteri kullanarak bitki hücrelerini genetik materyalle transfekte etmeyi sağlar.

UP200St prob tipi homojenizatör sonoporasyon ve gen transfeksiyonu için

Pamuğun Ultrasonik Destekli Dönüşümü

Hussain et al. (2007) sonikasyon destekli pamuk dönüşümünün yararlı etkilerini göstermektedir. Düşük frekanslı ultrasonun neden olduğu akustik kavitasyon, bitki dokusunun yüzeyinde ve altında mikro yaralar oluşturur (sonoporasyon) ve Agrobacterium'un bitki dokusu boyunca daha derin ve tamamen hareket etmesini sağlar. Bu yaralama modası, dokuda daha derinlerde yatan bitki hücrelerini enfekte etme olasılığını arttırır. SAAT'in transformasyon etkinliğini değerlendirmek için GUS gen ekspresyonu ölçüldü. GUS muhabir sistemi, özellikle bitki moleküler biyolojisi ve mikrobiyolojisinde yararlı olan bir muhabir gen sistemidir. Çeşitli SAAT parametrelerinin ayarlanmasıyla, eksplant olarak olgun embriyolar kullanılarak pamukta GUS geçici ekspresyonu önemli ölçüde geliştirilmiştir. GUS ilk olarak eksplantların inkübasyonunu takiben 24 saat tespit edildi ve 48 saat boyunca, GUS ekspresyonu çok yoğundu ve bu da sonikasyon destekli Agrobacterium aracılı dönüşümü (SAAT) takiben pamuk eksplantının başarılı dönüşümünün yararlı bir göstergesi olarak hizmet etti. Çeşitli transformasyon tekniklerinin (yani biyolistik, Agro, BAAT, SAAT), sonikasyon destekli Agrobakteri aracılı dönüşümün (SAAT) karşılaştırılması, dönüşümün en iyi sonuçlarını göstermiştir.

Sonication destekli Agrobakteri aracılı transformasyon (SAAT), alternatif enfeksiyon yöntemlerine kıyasla önemli ölçüde daha yüksek bir geçici ifade gösterir.

GUS'un geçici ifadesi temelinde transformasyon prosedürünün seçimi. Sonication destekli Agrobacterium-aracılı transformasyon (SAAT) önemli ölçüde daha yüksek bir geçici ifade gösterir.
(çalışma ve grafik: © Hussain ve ark., 2007)

 

Bu eğitimde, lizis, hücre bozulması, protein izolasyonu, laboratuvarlarda DNA ve RNA parçalanması, analiz ve araştırma gibi numune hazırlama görevleriniz için ne tür bir sonikatörün en iyisi olduğu açıklanmaktadır. Uygulamanız, numune hacminiz, numune numaranız ve veriminiz için ideal sonikatör tipini seçin. Hielscher Ultrasonics sizin için ideal ultrasonik homojenizatör sahiptir!

Bilim ve Analizde Hücre Bozulması ve Protein Ekstraksiyonu için Mükemmel Sonikatör Nasıl Bulunur

Video Küçük Resmi

 

Sonoporasyon ve SAAT için Yüksek Performanslı Ultrasonik Çözümler

Hielscher Ultrasonics, laboratuvarlar, araştırma tesisleri ve çok yüksek verim ile endüstriyel üretim için yüksek performanslı ultrasonicators geliştirme ve üretiminde uzun zamandır deneyimlidir. Mikrobiyoloji ve yaşam bilimleri için, Hielscher belirli dokular ve tedavileri için gerekli farklı gereksinimleri karşılamak için çeşitli çözümler sunmaktadır. Çok sayıda örnek eşzamanlı ultrasonication için Hielscher multiwell plakalar için UIP400MTP, 10 şişe (örneğin, Eppendorf tüpleri) veya ultrasonik CupHorn kadar sonication için VialTweeter sunuyor. Prob tipi ultrasonicators, laboratuvar homojenizatörleri olarak 50 ila 400 watt arasında bulunurken, endüstriyel sistemler 500 watt ila 16kW arasındaki güç aralığını kapsar.
Lütfen bizimle iletişime geçin ve başvuru ve süreç gereksinimleriniz hakkında bize bilgi verin. Deneyimli personelimiz biyolojik süreciniz için en uygun ultrasonicator'ı tavsiye etmekten mutluluk duyacaktır.
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:

Numune HacmiAkış OranıÖnerilen Cihaz
multiwell / mikrotiter plakalarn.a.UIP400MTP
10 şişeye kadarn.a.VialTweeter
5 şişeye/tüpe veya 1 büyük kaba kadarn.a.CupHorn
1 - 500mL10 - 200mL/minUP100H
10 - 2000mL20 - 400mL/minUP200Ht, UP400St
0,1 - 20L0,2 - 4L/minUIP2000hdT
10 - 100L2 - 10L/minUıp4000hdt
n.a.10 - 100L/minUIP16000
n.a.daha büyükgrubu UIP16000

Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonicators, uygulamaları ve fiyatı hakkında ek bilgi talep etmek için lütfen aşağıdaki formu doldurun. Sürecinizi sizinle tartışmaktan ve gereksinimlerinizi karşılayan bir ultrasonik sistem sunmaktan mutluluk duyacağız!









Lütfen dikkat Gizlilik Politikası.



Ultrasonik yüksek kesme homojenizatörleri laboratuvar, tezgah üstü, pilot ve endüstriyel işlemede kullanılır.

Hielscher Ultrasonik uygulamaları karıştırma, dağılım, emülsifikasyon ve laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte çıkarma için yüksek performanslı ultrasonik homojenler üretmektedir.



Edebiyat / Referanslar


Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher ürün yelpazesi, tezgah üstü üniteler üzerindeki kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.

Hielscher Ultrasonics yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir laboratuvar için endüstriyel boyut.


Sürecinizi konuşmanızdan memnuniyet duyarız.

İletişime geçelim.