[发明专利]用于将分子物质转移入植物细胞中的方法

说明书

优先权要求

本申请要求2007年10月5日提交的美国临时专利申请流水号60/978,059，关于METHODS FOR TRANSFERRING MOLECULAR SUBSTANCES INTOPLANT CELLS的提交日期的权益。

发明背景

纳米颗粒具有已经被利用的在DNA向细胞的投递中使用的独特性质。在所调查的所有纳米颗粒中，金(Au)纳米颗粒趋于是用于投递的卓越候选物，这是由于其低细胞毒性和容易用具有生物学意义的各种配体功能化。Au纳米颗粒通常使用的合成产生带负电荷(例如柠檬酸盐涂层)表面。可以将质粒DNA(它可以具有足以部分解开其碱基的柔性)暴露于金纳米颗粒(“GNP”)。在这些部分解开的条件下，DNA主链上的负电荷可以远得足以使碱基与金纳米颗粒间的范德华引力足以引起质粒DNA附着至金颗粒表面。

在金属纳米颗粒外，在3-5nm大小范围内的半导体纳米颗粒(例如量子点)(“QD”)也已经被作为载体用于将分子投递入细胞中。可以将DNA和蛋白质与附着至QD表面的配体连接在一起(参见例如Patolsky，F.等，J.Am.Chem.Soc.125，13918(2003))。可以通过使用标准的生物偶联方案(参见例如Pinaud，F.，D.King，H.-P.Moore，S.Weiss，J.Am.Chem.Soc.126，6115(2004)；Brachez，M..，M.Moronne，P Gin，S.Weiss，A.P Alivisatos，Science 281，2013(1998))将经羧酸或胺包被(coat)的QD与含有硫醇基团(参见例如Dubertret B等，Science 298，1759(2002)；Akerman，M.E.，W. C.W. Chan，P Laakkonen，S.N.Bhatia，E.Ruoslahti，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.99，12617(2002)；Mitchell，G.P，C.A.Mirkin，R.L.Letsinger，J.Am.Chem.Soc.121，8122(1999))或N-羟基琥珀酰亚胺基(NHS)酯基团的分子偶联。备选的方法是经链霉抗生物素蛋白包被的QD与生物素化的蛋白质、寡聚物(oligo)或抗体的偶联(参见例如Dahan M.等，Science 302，442(2003)；Pinaud，F.，D.King，H.-P.Moore，S.Weiss，J.Am.Chem.Soc.126，6115(2004)；Dahan M.等，Science 302，442(2003)；Wu.X.Y.等，Nature Biotechnol.21，41(2003)；Jaiswal，J.K.，H.Mattoussi，J.M.Mauro，S.M.Simon，Nature Biotechnol.21，47(2003)；及Mansson，A.等，Biochem.Biophys.Res.Commun.314，529(2004)。

已经使用纳米颗粒来向多种动物细胞投递质粒DNA。已经发现了，在将经DNA包被的纳米颗粒与没有细胞壁的细胞一起温育时，细胞摄入纳米颗粒，并开始表达DNA上所编码的任何基因。若想要向通常具有细胞壁的细胞进行纳米颗粒投递，则在向植物原生质体添加颗粒前剥去细胞壁(参见Torney，F.等，Nature Nanotechnol.2，(2007)。在植物细胞中，细胞壁充当投递外源应用分子的屏障。已经采用许多侵入性方法(如基因枪(生物射弹)、显微注射、电穿孔、和土壤杆菌(Agrobacterium))来实现基因和小分子向那些有壁的植物细胞中的投递，但是仅通过显微注射实现了蛋白质的投递。小分子和蛋白质在存在植物细胞细胞壁的情况中的投递仍然未经探索而且会是有利的，以便开发要在完整的植物细胞/组织或器官中展开用于进行体外和体内操作的使能技术(enabling technology)。

本发明涉及使用纳米颗粒来将分子物质以非侵入性方式投递入具有细胞壁的细胞中的方法。

发明概述

结合想要作为例示性和说明性的，而并不限制范围的系统、工具和方法描述以下实施方案。

依照本发明，提供了将感兴趣的分子导入包含细胞壁的植物细胞中的方法，该方法包括：使所述具有细胞壁的植物细胞放置得与纳米颗粒和感兴趣的分子接触，并容许所述纳米颗粒和所述感兴趣的分子向细胞中的摄入(uptake)。