Hodować i jeść własne szczepionki?
Grant umożliwia badanie roślin jako fabryk mRNA
Przyszłość szczepionek może bardziej przypominać jedzenie sałatki niż trzymanie strzykawki w ramieniu. Naukowcy z UC Riverside badają, czy mogą zamienić jadalne rośliny, takie jak sałata, w fabryki szczepionek mRNA.
Przyszłość szczepionek może wyglądać tak.
Piqsels
Chloroplasten (magenta) in Blättern, die ein grün fluoreszierendes Protein exprimieren. Die für das Protein kodierende DNA wurde durch gezielte Nanomaterialien ohne mechanische Hilfe eingebracht, indem ein Tropfen der Nanoformulierung auf die Blattoberfläche aufgebracht wurde.
Israel Santana/UCR
.png)
.png)
Technologia Messenger RNA lub mRNA stosowana w szczepionkach przeciwko COVID-19 uczy nasze komórki rozpoznawania chorób zakaźnych i chronienia nas przed nimi.
Jednym z wyzwań związanych z tą nową technologią jest to, że musi być przechowywana w chłodnym miejscu, aby zapewnić stabilność podczas transportu i przechowywania. Jeśli ten nowy projekt zakończy się sukcesem, roślinne szczepionki mRNA – które można jeść – mogą pokonać to wyzwanie, ponieważ mogą być przechowywane w temperaturze pokojowej.
Projekt, który był możliwy dzięki grantowi w wysokości 500 000 USD z National Science Foundation, ma trzy cele: udowodnić, że szczepionki mRNA mogą z powodzeniem wprowadzić DNA do części komórek roślinnych, w których się replikuje, aby wykazać, że rośliny mogą wyprodukować wystarczającą ilość mRNA, aby konkurować z konwencjonalną szczepionką. i wreszcie, określenie prawidłowej dawki.
"Idealnie, pojedyncza roślina wyprodukowałaby wystarczającą ilość mRNA, aby zaszczepić jedną osobę" - powiedział Juan Pablo Giraldo, profesor nadzwyczajny na Wydziale Botaniki i Nauk o Roślinach UCR, który prowadzi badania, które są prowadzone we współpracy z naukowcami z UC San Diego i Carnegie Mellon University.
"Testujemy to podejście ze szpinakiem i sałatą, a naszym długoterminowym celem jest, aby ludzie uprawiali go we własnych ogrodach" - powiedział Giraldo. "W końcu rolnicy mogli obsadzić nim całe pola.
Kluczem do sukcesu są chloroplasty - małe organy w komórkach roślinnych, które przekształcają światło słoneczne w energię, którą roślina może wykorzystać. "Są to małe, zasilane energią słoneczną fabryki, które produkują cukry i inne cząsteczki, które pozwalają roślinie rosnąć" - powiedział Giraldo. "Są również niewykorzystanym źródłem do produkcji pożądanych cząsteczek."
W przeszłości Giraldo wykazał, że chloroplasty mogą wyrażać geny, które nie są naturalnie obecne w roślinie. On i jego koledzy zrobili to, wprowadzając obcy materiał genetyczny do komórek roślinnych w ochronnej powłoce. Określenie optymalnych właściwości tych muszli do wprowadzenia do komórek roślinnych jest specjalnością laboratorium Giraldo.
W ramach tego projektu Giraldo połączył siły z Nicole Steinmetz, profesorem nanoinżynierii na UC San Diego, aby wykorzystać nanotechnologie opracowane przez jej zespół do wprowadzenia materiału genetycznego do chloroplastów.
"Naszym pomysłem jest ponowne wykorzystanie naturalnie występujących nanocząstek, a mianowicie wirusów roślinnych, w celu przeniesienia genów do roślin" - mówi Steinmetz. "Musimy zmodyfikować nanocząstki, aby docierały do chloroplastów i nie były zakaźne dla roślin.
Dla Giraldo szansa rozwinięcia tego pomysłu za pomocą mRNA jest spełnieniem marzeń. "Jednym z powodów, dla których zacząłem pracować nad nanotechnologią, było to, że mogłem zastosować ją w roślinach i opracować nowe rozwiązania technologiczne. Nie tylko dla żywności, ale także dla produktów o wysokiej wartości, takich jak farmaceutyki "- powiedział Giraldo.
Kieruje również podobnym projektem, który wykorzystuje nanomateriały do dostarczania azotu, nawozu, bezpośrednio do chloroplastów, gdzie rośliny najbardziej go potrzebują.
Azot jest ograniczony w środowisku, ale rośliny potrzebują go do wzrostu. Większość rolników wprowadza azot do gleby. W rezultacie około połowa azotu trafia do wód gruntowych, zanieczyszczając drogi wodne, powodując zakwity glonów i interakcje z innymi organizmami. Wytwarza również podtlenek azotu, inne zanieczyszczenie.
W tym alternatywnym podejściu azot dostałby się do chloroplastów przez liście i byłby tam uwalniany w kontrolowany sposób, co jest znacznie bardziej wydajną metodą, która mogłaby pomóc rolnikom i poprawić środowisko.
Narodowa Fundacja Nauki przyznała Giraldo i jego kolegom 1,6 miliona dolarów na opracowanie tej technologii ukierunkowanego dostarczania azotu.
"Jestem bardzo podekscytowany tymi badaniami" - powiedział Giraldo. "Myślę, że może to mieć duży wpływ na życie ludzi."
Uwaga: Ten artykuł został przetłumaczony przy użyciu systemu komputerowego bez interwencji człowieka. LUMITOS oferuje te automatyczne tłumaczenia, aby zaprezentować szerszy zakres aktualnych wiadomości. Ponieważ ten artykuł został przetłumaczony za pomocą tłumaczenia automatycznego, możliwe jest, że zawiera błędy w słownictwie, składni lub gramatyce. Oryginalny artykuł można znaleźć tutaj.
Więcej wiadomości z działu Nauka
Otrzymuj branżę nauk przyrodniczych do swojej skrzynki odbiorczej
Od teraz nie przegap niczego: nasz biuletyn dla biotechnologii, farmacji i nauk przyrodniczych jest aktualny w każdy wtorek i czwartek. Najnowsze wiadomości branżowe, najważniejsze informacje o produktach i innowacje - kompaktowe i zrozumiałe w Twojej skrzynce odbiorczej. Zbadane przez nas, więc nie musisz.
