Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Nicotiana benthamiana — вид рослин родини пасльонових (Solanaceae), що широко використовується в наукових дослідженнях, зокрема в генній інженерії та біотехнології.
Наукова класифікація
- Царство: Рослини (Plantae)
- Клада: Судинні рослини (Tracheophytes)
- Клада: Покритонасінні (Angiosperms)
- Клада: Евдикоти (Eudicots)
- Клада: Айстериди (Asterids)
- Порядок: Пасльоноцвіті (Solanales)
- Родина: Пасльонові (Solanaceae)
- Рід: Тютюн (Nicotiana)
- Вид: N. benthamiana
Природа
Nicotiana benthamiana є однорічною рослиною, яка походить з Австралії. Ця рослина є близьким родичем тютюну (Nicotiana tabacum) і має подібні морфологічні ознаки, такі як широкі листя та стебло, покрите дрібними волосками. Рослина досягає висоти до 1 метра. Її листя мають довгасту форму і можуть досягати довжини до 20 см. Квітки біло- або кремово-жовтого кольору, зібрані у волотисті суцвіття. Nicotiana benthamiana має високу чутливість до вірусів, що робить її ідеальним модельним організмом для вивчення вірусних інфекцій у рослин.
Механізм дії
Генна інженерія
В контексті біотехнології, Nicotiana benthamiana використовується як платформа для експресії рекомбінантних білків. Рослина є прийнятною системою для тимчасової експресії генів, завдяки її здатності швидко продукувати великі кількості білків після агроінфільтрації. Механізм дії включає введення рекомбінантної ДНК у рослину за допомогою Agrobacterium tumefaciens, що призводить до експресії цільового білка у клітинах рослини.
Вірусні вектори
Для введення генетичного матеріалу часто використовуються вірусні вектори, такі як вірус мозаїки тютюну (TMV). Вірусна РНК, що містить цільовий ген, інфікує рослину і викликає синтез відповідного білка. Цей метод забезпечує високу ефективність і швидкість експресії.
Спосіб отримання
Експресія рекомбінантних білків
- Вибір гена: Вибирається ген, що кодує цільовий білок.
- Клонування гена: Ген вставляється у вектор(плазміду), що містить необхідні регуляторні елементи для експресії у рослинах.
- Трансформація Agrobacterium tumefaciens: Вектор інтегрується у бактерію Agrobacterium tumefaciens.
- Агроінфільтрація: Рослина Nicotiana benthamiana інфільтрується суспензією Agrobacterium, що містить рекомбінантну плазміду.
- Експресія та збір: Після кількох днів інкубації у рослині експресується цільовий білок, який можна виділити та очистити.
Методи очищення білків
Після експресії білків у рослинах, їх необхідно очистити для подальшого використання. Зазвичай застосовуються такі методи очищення:
- Хроматографія: Використовується для розділення білків на основі їх фізико-хімічних властивостей.
- Центрифугування: Видаляє клітинні уламки та інші великі частки.
- Ультрафільтрація: Використовується для концентрування білків та видалення малих молекул.
Використання
Виробництво антитіл
Nicotiana benthamiana використовується для виробництва рекомбінантних антитіл, таких як моноклональні антитіла для терапії раку, автоімунних захворювань та інфекційних хвороб. Наприклад, антитіла до вірусу Ебола та антитіла до вірусу Зіка були успішно продукувані у цій рослині.
Виробництво вакцин
Nicotiana benthamiana є ефективною системою для виробництва вакцин. Рекомбінантні вакцини проти вірусу папіломи людини (HPV) та грипу були успішно розроблені з використанням цієї рослини. Виробництво вакцин у рослинах дозволяє швидко адаптуватися до нових штамів вірусів і забезпечувати великі обсяги виробництва за короткий час.
Виробництво ферментів
Рослина використовується для продукування різних ферментів, таких як глюкозидази та протеази, які можуть використовуватися у промисловості та медицині. Наприклад, фермент альфа-галактозидаза, використовуваний для лікування хвороби Фабрі, може бути вироблений у Nicotiana benthamiana.
Дослідницькі застосування
Вивчення вірусних інфекцій
Завдяки високій чутливості до вірусів, Nicotiana benthamiana широко використовується для вивчення механізмів вірусних інфекцій та розробки методів захисту рослин від вірусів. Рослина служить моделлю для дослідження взаємодії між вірусами та рослинами.
Геномне редагування
Nicotiana benthamiana використовується для тестування нових методів геномного редагування, таких як CRISPR/Cas9. Ці дослідження допомагають вдосконалювати технології редагування генів та їх застосування у сільському господарстві та біомедицині.
Див. також
Примітки
- Goodin, Michael M.; Zaitlin, David; Naidu, Rayapati A.; Lommel, Steven A. (2008-08). Nicotiana benthamiana: Its History and Future as a Model for Plant–Pathogen Interactions. Molecular Plant-Microbe Interactions®. Т. 21, № 8. с. 1015—1026. doi:10.1094/mpmi-21-8-1015. ISSN 0894-0282. Процитовано 11 червня 2024.
- Yusibov, Vidadi; Streatfield, Stephen J. (2010-09). Plant-produced microbial vaccines: Alexander V. Karasev, editor Current topics in microbiology and immunology 2009; v. 332. Human Vaccines. Т. 6, № 9. с. 694—695. doi:10.4161/hv.6.9.12006. ISSN 1554-8600. Процитовано 11 червня 2024.
- Holtz, Barry R.; Berquist, Brian R.; Bennett, Lindsay D.; Kommineni, Vally J.M.; Munigunti, Ranjith K.; White, Earl L.; Wilkerson, Don C.; Wong, Kah‐Yat I.; Ly, Lan H. (21 вересня 2015). Commercial‐scale biotherapeutics manufacturing facility for plant‐made pharmaceuticals. Plant Biotechnology Journal. Т. 13, № 8. с. 1180—1190. doi:10.1111/pbi.12469. ISSN 1467-7644. Процитовано 11 червня 2024.
- Lomonossoff, George P.; D’Aoust, Marc-André (16 вересня 2016). Plant-produced biopharmaceuticals: A case of technical developments driving clinical deployment. Science. Т. 353, № 6305. с. 1237—1240. doi:10.1126/science.aaf6638. ISSN 0036-8075. Процитовано 11 червня 2024.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Nicotiana benthamiana vid roslin rodini paslonovih Solanaceae sho shiroko vikoristovuyetsya v naukovih doslidzhennyah zokrema v gennij inzheneriyi ta biotehnologiyi N benthamianaNaukova klasifikaciyaCarstvo Roslini Plantae Klada Sudinni roslini Tracheophytes Klada Pokritonasinni Angiosperms Klada Evdikoti Eudicots Klada Ajsteridi Asterids Poryadok Paslonocviti Solanales Rodina Paslonovi Solanaceae Rid Tyutyun Nicotiana Vid N benthamianaPrirodaNicotiana benthamiana ye odnorichnoyu roslinoyu yaka pohodit z Avstraliyi Cya roslina ye blizkim rodichem tyutyunu Nicotiana tabacum i maye podibni morfologichni oznaki taki yak shiroki listya ta steblo pokrite dribnimi voloskami Roslina dosyagaye visoti do 1 metra Yiyi listya mayut dovgastu formu i mozhut dosyagati dovzhini do 20 sm Kvitki bilo abo kremovo zhovtogo koloru zibrani u volotisti sucvittya Nicotiana benthamiana maye visoku chutlivist do virusiv sho robit yiyi idealnim modelnim organizmom dlya vivchennya virusnih infekcij u roslin Mehanizm diyiGenna inzheneriya V konteksti biotehnologiyi Nicotiana benthamiana vikoristovuyetsya yak platforma dlya ekspresiyi rekombinantnih bilkiv Roslina ye prijnyatnoyu sistemoyu dlya timchasovoyi ekspresiyi geniv zavdyaki yiyi zdatnosti shvidko produkuvati veliki kilkosti bilkiv pislya agroinfiltraciyi Mehanizm diyi vklyuchaye vvedennya rekombinantnoyi DNK u roslinu za dopomogoyu Agrobacterium tumefaciens sho prizvodit do ekspresiyi cilovogo bilka u klitinah roslini Virusni vektori Dlya vvedennya genetichnogo materialu chasto vikoristovuyutsya virusni vektori taki yak virus mozayiki tyutyunu TMV Virusna RNK sho mistit cilovij gen infikuye roslinu i viklikaye sintez vidpovidnogo bilka Cej metod zabezpechuye visoku efektivnist i shvidkist ekspresiyi Sposib otrimannyaEkspresiya rekombinantnih bilkiv Vibir gena Vibirayetsya gen sho koduye cilovij bilok Klonuvannya gena Gen vstavlyayetsya u vektor plazmidu sho mistit neobhidni regulyatorni elementi dlya ekspresiyi u roslinah Transformaciya Agrobacterium tumefaciens Vektor integruyetsya u bakteriyu Agrobacterium tumefaciens Agroinfiltraciya Roslina Nicotiana benthamiana infiltruyetsya suspenziyeyu Agrobacterium sho mistit rekombinantnu plazmidu Ekspresiya ta zbir Pislya kilkoh dniv inkubaciyi u roslini ekspresuyetsya cilovij bilok yakij mozhna vidiliti ta ochistiti Metodi ochishennya bilkiv Pislya ekspresiyi bilkiv u roslinah yih neobhidno ochistiti dlya podalshogo vikoristannya Zazvichaj zastosovuyutsya taki metodi ochishennya Hromatografiya Vikoristovuyetsya dlya rozdilennya bilkiv na osnovi yih fiziko himichnih vlastivostej Centrifuguvannya Vidalyaye klitinni ulamki ta inshi veliki chastki Ultrafiltraciya Vikoristovuyetsya dlya koncentruvannya bilkiv ta vidalennya malih molekul Vikoristannya Nicotiana benthamianaVikoristannyaVirobnictvo antitil Nicotiana benthamiana vikoristovuyetsya dlya virobnictva rekombinantnih antitil takih yak monoklonalni antitila dlya terapiyi raku avtoimunnih zahvoryuvan ta infekcijnih hvorob Napriklad antitila do virusu Ebola ta antitila do virusu Zika buli uspishno produkuvani u cij roslini Virobnictvo vakcin Nicotiana benthamiana ye efektivnoyu sistemoyu dlya virobnictva vakcin Rekombinantni vakcini proti virusu papilomi lyudini HPV ta gripu buli uspishno rozrobleni z vikoristannyam ciyeyi roslini Virobnictvo vakcin u roslinah dozvolyaye shvidko adaptuvatisya do novih shtamiv virusiv i zabezpechuvati veliki obsyagi virobnictva za korotkij chas Virobnictvo fermentiv Roslina vikoristovuyetsya dlya produkuvannya riznih fermentiv takih yak glyukozidazi ta proteazi yaki mozhut vikoristovuvatisya u promislovosti ta medicini Napriklad ferment alfa galaktozidaza vikoristovuvanij dlya likuvannya hvorobi Fabri mozhe buti viroblenij u Nicotiana benthamiana Doslidnicki zastosuvannyaVivchennya virusnih infekcij Zavdyaki visokij chutlivosti do virusiv Nicotiana benthamiana shiroko vikoristovuyetsya dlya vivchennya mehanizmiv virusnih infekcij ta rozrobki metodiv zahistu roslin vid virusiv Roslina sluzhit modellyu dlya doslidzhennya vzayemodiyi mizh virusami ta roslinami Genomne redaguvannya Nicotiana benthamiana vikoristovuyetsya dlya testuvannya novih metodiv genomnogo redaguvannya takih yak CRISPR Cas9 Ci doslidzhennya dopomagayut vdoskonalyuvati tehnologiyi redaguvannya geniv ta yih zastosuvannya u silskomu gospodarstvi ta biomedicini Div takozhGenna inzheneriya Rekombinantna DNK Agrobacterium tumefaciens Antitilo Vakcina Virus mozayiki tyutyunu Modelnij organizm VirusologiyaPrimitkiGoodin Michael M Zaitlin David Naidu Rayapati A Lommel Steven A 2008 08 Nicotiana benthamiana Its History and Future as a Model for Plant Pathogen Interactions Molecular Plant Microbe Interactions T 21 8 s 1015 1026 doi 10 1094 mpmi 21 8 1015 ISSN 0894 0282 Procitovano 11 chervnya 2024 Yusibov Vidadi Streatfield Stephen J 2010 09 Plant produced microbial vaccines Alexander V Karasev editor Current topics in microbiology and immunology 2009 v 332 Human Vaccines T 6 9 s 694 695 doi 10 4161 hv 6 9 12006 ISSN 1554 8600 Procitovano 11 chervnya 2024 Holtz Barry R Berquist Brian R Bennett Lindsay D Kommineni Vally J M Munigunti Ranjith K White Earl L Wilkerson Don C Wong Kah Yat I Ly Lan H 21 veresnya 2015 Commercial scale biotherapeutics manufacturing facility for plant made pharmaceuticals Plant Biotechnology Journal T 13 8 s 1180 1190 doi 10 1111 pbi 12469 ISSN 1467 7644 Procitovano 11 chervnya 2024 Lomonossoff George P D Aoust Marc Andre 16 veresnya 2016 Plant produced biopharmaceuticals A case of technical developments driving clinical deployment Science T 353 6305 s 1237 1240 doi 10 1126 science aaf6638 ISSN 0036 8075 Procitovano 11 chervnya 2024