Генная пушка

Генная пушка PDS-1000/He

Генная пушка (англ. gene gun, biolistic particle delivery system) — устройство, разработанное для трансфекции растений. Генная пушка доставляет частицы тяжелых металлов, покрытые плазмидной ДНК. Данную технологию часто называют биобаллистикой и биолистикой (от англ. bioballistics, biolistics).

При помощи генной пушки возможно модифицировать клетки любого типа, в том числе и растительные. При этом может происходить генетическая модификация как ядра, так и органоидов, например, пластид.

Устройство

Генная пушка была сконструирована как пневматический пистолет, стреляющий частицами вольфрама. Частицы покрывали репортерными генами, и модифицировали клетки лука. Экспрессия гена-репортера в тканях лука свидетельствовала об успешной трансформации.

Первая генная пушка была создана на основе гвоздезабивного пистолета. Каплю порошка вольфрама с генетическим материалом наносили на пулю и выстреливали в чашку Петри, перед которой помещали пластину с вырезом, останавливающим пулю. Пуля задерживалась металлической пластиной, а частицы вольфрама с генетическим материалом попадали на чашку Петри. Клетки в центре полностью разрушались частицами металла, но по периферии оставались целыми и в них происходила трансформация.

В настоящее время используют частицы золота и серебра, так как золото не является токсичным для клеток, в сравнении с вольфрамом.

Применение

Генные пушки в основном используют для трансфекции клеток растений. Применение для животных клеток также возможно.

Растения

Мишенью генных пушек часто является каллус (недифференцированные клетки растений), растущий на чашке Петри. Некоторая часть клеток не повреждается значительно частицами металла, ДНК с поверхности частиц проникает в ядро клетки и может встраиваться в хромосомы растения.

Отобранные клетки со встройкой обрабатывают растительными гормонами (например, ауксинами и гиббереллинами), получают ткани, и даже целые растения.

Человек и животные

См. также: ДНК-вакцина

Генные пушки используют для доставки ДНК-вакцин.

Генные пушки используют для мечения клеток в культурах тканей. Введение плазмидной ДНК, кодирующие флюоресцентные белки, позволяют визуализировать клетки в культурах.

Для трансформации червя C. elegans, в качестве альтернативы микроинъекции также используют генные пушки.

Литература

• John A O’Brien, Sarah C Lummis, Garth T. Whiteside, Ray W. Colburn and Michael H Hastings. Modifications to the hand-held gene gun: Improvements for in-vitro Biolistic transfection of neuronal tissue. J Neuroscience Methods 112:57-64 (2001).
• Voiland, Michael; Linda McCandless.: DEVELOPMENT OF THE "GENE GUN" AT CORNELL  (неопр.). Cornell University (February 1999). Дата обращения: 28 июня 2007. Архивировано 18 апреля 2000 года.