日本理化學研究所（簡稱理研）環境資源科學中心的特別研究員Simon Law和組長沼田圭司（兼任京都大學教授）等人組成的研究團隊，開發出了利用奈米碳管（CNT）向植物細胞内運送基因的方法。該方法將可以高效修改負責細胞内的能量生產等的粒線體基因。除農作物的品種改良外，預計還有助於開發利用植物生產藥物成分等有用物質。
將奈米碳管與DNA的復合體送入植物細胞中（箭頭所指的氫脆化爲DNA）（供圖：理研）
該方法是理研與京都大學、宇都宮大學和九州大學共同開發的。新方法將CNT用作向植物細胞中運送DNA的載體。CNT是直徑爲數奈米～數十奈米（奈米爲十億分之一米）的微小管狀碳材料。爲將DNA與CNT製成復合體送入細胞中，研究團隊設法進行了改良。
研究團隊首先用聚合體凝膠覆蓋CNT，使其具備在水中分散的特性，然後使兩種由氨基酸連接形成的肽在表面結合。研究團隊使用兩種類型的肽，一種具備穿過細胞膜進入細胞内的特性和吸附DNA的能力，另一種具備進入粒線體内的能力。經過這種表面處理的CNT與DNA混合，形成復合體。
當植入被浸漬在含這種復合體的溶液中並改變周圍的壓力時，復合體就會進入植物細胞中。最終DNA會到達粒線體内部。如果不使用CNT，單獨使用肽也能將DNA送入粒線體中，但這樣效率就會很低。
與傳統方法相比，利用該的方法向實驗植物導入基因的效率約提高了約30倍。研究團隊還將參與葉酸（一種維生素）合成的基因運送到粒線體的DNA中，成功應答了基因重組的效果。
沼田組長認爲：「該方法還可以應用於細胞内的葉綠體和其他類型的植物」。今後還將調查CNT提高DNA運送效率的機制。
植物細胞被堅硬的細胞壁包裹在中間，使用細菌等的常規方法，在基因改造方面效率較低，可適用的植物種類也有限。細胞中的粒線體在能量產生方面發揮着重要作用，但要將基因傳遞給粒線體則難度更高。
此前研究對植物的基因導入技術主要是爲了改良農作物的品種。近年來，植物作爲生產藥物成分和生物燃料等有用物質的「工廠」也受到了關注。田邊三菱製藥加拿大子公司的新冠電腦病毒疫苗就是透過栽培轉基因植物來生產原料的。
日文：越川智瑛、《日經產業新聞》，2022/6/1
中文：JST客觀日本編輯部
