Investigation of gene delivery capability of selenium nanoparticles compared to functionalized single wall carbon nanotubes in arabidopsis thaliana
Arabidopsis thaliana bitkisinde selenyum nanoparçacıklarının fonksiyonelleştirilmiş tek duvarlı carbon nanotüplerine kıyasla gen aktarım kapasitesisin araştırılması
- Tez No: 895177
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ STUART JAMES LUCAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Arabidopsis thaliana, Karbon nanotüp, Nanopartiküller, Selenyum, Arabidopsis thaliana, Carbon nanotube, Nanoparticles, Selenium
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Eski bir method olan bitki ıslahı, artan kaliteli gıda talebine karşılamak için yeterli değildir. Destekleyici ve yeni bir yaklaşım olarak, bitki biyoteknolojisinde genetik mühendisliği öne çıkıyor. Etkili gen düzenleme, etkili bir gen iletimi ile mümkündür. Gen iletim yöntemleri, nanomalzemeler kullanılarak birkaç on yıldır daha da genişletilmiştir. Bitki hücrelerinin diğer canlı hücrelerden farklı olarak sahip olduğu hücre duvarı genetik materyalin aktarılması konusunda sınırlayıcı faktördür. Bu konuda yürütülen çalışmalarda en çok kullanılan gen aktarım yöntemlerinden biri karbon nanotüp (CNT) ve onun foksiyonelleştirilmiş versiyonlarıdır. Fakat bitki dokularında sebep olduğu toksik etki sınırlayıcı bir faktördür. Metalik nanopartiküllerden biri olan ve biyomedikal gibi alanlarda birçok yararlı etkisi sebebiyle tercih edilen ve gen aktarımı için kullanılan Selenyum nanopartiküller (SeNPs), bitki biyoteknolojisinde gen aktarım amacıyla hiç kullanılmamıştır. Bu çalışmada kimyasal yöntemle SeNPs (yaklaşık 20 nm) sentezlenmiştir. Sentezlenen SeNPs ve polietilenimin ile fonksiyonelleştirilmiş tek duvarlı CNT (PEI-SWNTs) karakterize edilerek model bitki organizması olan Arabidopsis thaliana'ya yaprak ve kökten uygulanmıştır. Elde edilen gözlemler sonucunda SeNPs' nin PEI-SWNTS den 100 kat daha az fitotoksik etki bıraktığı anlaşılmıştır. Ayrıca, bu iki nanomateryalin gen aktarım verimlilikleri, GFP plasmit ve doğrusal DNA'lar yardımıyla araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda GFP ışıması uygulama yapılmış dokularda saptanmıştır ve GFP geninin ekspresyon seviyesindeki değerleri incelenerek doğrusal DNA taşıma konusunda SeNPs'nin, PEI-SWNTS'ye kıyasla %45 daha etkili iken, PEI-SWNTS plasmid DNA taşımada SeNPs den daha etkili olduğu saptanmıştır. Fakat sentezlenen SeNPs'nin daha az toksik etkisi sebebiyle, SeNPs'nin bitkilerde doğrusal DNA yahut RNA aktarımı planlanan yaklaşımlar için umut vaat eden bir nanopartiküldür. İleri çalışmalar ile başka bitki türlerinde de SeNPs'nin bitki gen mühendisliği çalışmaları için yeterliliği araştırılabilir.
Özet (Çeviri)
As an ancient method, plant breeding is not enough to meet growing quality food demand. Genetic engineering stands out in plant biotechnology as a supportive and new approach. Effective gene editing is possible with an effective gene delivery. Gene delivery methods have been expanded by using nanomaterials for several decades. The cell walls, unlike other living cells, are the limiting factor in the transfer of genetic material in plants. One of the most widely used nanomaterials on this subject is carbon nanotube (CNT) and its functionalized versions; however, it has toxicity in plant tissues. On the other hand, selenium nanoparticles (SeNPs) are preferred in therapeutic applications for mammalians for gene transfer, because of their additional benefits, yet they have never been used in plant biotechnology. In this study, SeNPs were synthesized chemically (about 20 nm). Then, SeNPs and polyethyleneimine functionalized single-walled CNTs (PEI-SWNTs) were characterized and applied to the model plant organism Arabidopsis thaliana from leaves and roots. As a result of the observations, it has been understood that SeNPs are 100 times less phytotoxicity than PEI-SWNTs. Furthermore, the gene transfer efficiencies of these two nanomaterials have been investigated with the help of plasmids and linear GFP DNA. According to the expression levels of GFP in applied tissues, the SeNPs were 45% more effective in linear DNA transport compared to PEI-SWNTs, and PEI-SWNTs have been found to be more effective in carrying plasmid DNA than SeNPs. However, SeNPs is a promising nanoparticle for approaches to linear DNA or RNA transfer in plants because of its less toxic effect in plants. With further studies, the adequacy of SeNPs for plant gene engineering studies can be investigated in other plant species as well.
Benzer Tezler
- Kitozan esaslı taşıyıcı sistemler ile deriden gen transferinin araştırılması
An investigation of chitosan-based carriers for gene transfer through the skin
SUNA ÖZBAŞ TURAN
Doktora
Türkçe
2006
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. JÜLİDE AKBUĞA
- Preeklampsili gebelerde ve preterm doğumlarda RHOA/ROPCK gen polimorfizmlerinin araştırılması
Investigation of RHOA/ROCK gene polymorphisims in preeclamptic pregnancies and preterm delivery
İBRAHİM SERKAN AVŞAR
Doktora
Türkçe
2020
Eczacılık ve FarmakolojiGaziantep ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN ALAŞEHİRLİ
- Doğal ve sentetik biyouyumlu polimerik nanopartiküler gen taşıyıcı sistemlerin elde edilmesi ve transfeksiyon etkinliğinin incelenmesi
Preparation of natural and synthetic biocompatible polymeric nanoparticular gene delivery systems and investigation of transfection effect
MEHMET KORAY GÖK
Doktora
Türkçe
2012
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU
DOÇ. DR. ERDAL CEVHER
- Tümör baskılayıcı gen indüksiyonu için yenilikçi ve aktif hedefleme yapabilen non-viral gen taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi ve anti-tümör etkinliğinin araştırılması
Innovative and actively targeting non-viral gene for tumor suppressor gene induction development of delivery systems and investigation of anti-tumor efficacy
MERVE NUR DÜZGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN AKBABA
DOÇ. DR. GÜLŞAH EREL AKBABA
- Hepatosellüler karsinom hücre hattında n-asetilgalaktozamin ile konjuge oligonükleotit aracılı abcb1-mdr1 gen ifadesinin baskılanmasının in vitro araştırılması
In vitro investigation of n-acetylgalactosamine conjugated oligonucleotide mediated suppression of ABCB1-MDR1 gene expression in hepatocellular carcinoma cell line
BURCU HASTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Tıbbi BiyolojiMarmara ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH EREN