疫苗的未来可能看起来更像是吃沙拉,而不是打一针强心剂。加州大学河滨分校的科学家 他们在学习 如果他们能把像生菜这样的可食用植物变成 mRNA 疫苗工厂。
信使 RNA 或 mRNA 技术 COVID-19 疫苗中使用的疫苗的作用是“教导”我们的细胞识别我们并保护我们免受传染病的侵害。这项新技术的挑战之一是疫苗运输和储存所必需的冷链。如果这个新项目成功,将开发出革命性的一类基于植物的“吃”mRNA 疫苗,即使在室温下也能保持稳定和有效。
该项目的目标是由国家科学基金会提供的 500.000 美元资助,其目标包括三个: 第一的, 证明含有 mRNA 疫苗的 DNA 可以成功地传递到植物细胞的一部分,在那里它会复制。 第二, 证明植物可以产生足够的 mRNA 来平衡传统的注射 e 第三,确定正确的剂量。
“一株植物可以产生足够的 mRNA 来给一个人接种疫苗,”他说 胡安·巴勃罗·吉拉尔多加州大学河滨分校植物学和植物科学系副教授与加州大学圣地亚哥分校和卡内基梅隆大学的科学家一起进行这项研究。 。
我们正在用菠菜和生菜测试这种方法,并制定了长期目标:确保人们可以在自己的花园里种植这些“植物疫苗”。农民可以种植整片土地。
胡安·巴勃罗·吉拉尔多, 加州大学河滨分校
钥匙? 叶绿体
完成这项工作的关键是叶绿体,它是植物细胞中的小器官,可将阳光转化为植物可以使用的能量。 “它们是小型太阳能工厂,生产糖和其他使植物生长的分子,”吉拉尔多说。 “它们也是创造理想分子的未开发来源。”
过去,吉拉尔多已经证明叶绿体可以表达不属于植物天然部分的基因。他和他的同事通过将外来遗传物质发送到保护性包膜内的植物细胞中来做到这一点。确定这些包膜进入植物细胞的最佳特性是他实验室的专长。
对于这个“植物疫苗”项目,吉拉尔多与 妮可·斯坦梅兹(Nicole Steinmetz),加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授,使用她的团队设计的纳米技术,为叶绿体提供遗传物质。
“我们的想法是重新利用天然纳米粒子,即植物病毒,将基因传递给植物,”斯坦梅茨说。 “需要一点纳米工程才能使颗粒进入叶绿体而不传染植物。”
许多可能的应用,而不仅仅是疫苗
对于 Giraldo 来说,利用 mRNA 开发这一想法的可能性是梦想的顶峰。 “我开始研究纳米技术的原因之一是能够将其应用于植物并创造新的技术解决方案。不仅适用于食品,还适用于药品等高价值产品。”研究人员说道。
Giraldo 还在开展一个相关项目,该项目使用纳米材料将氮(一种肥料)直接输送到植物最需要的叶绿体中。
环境中的氮是有限的,但植物需要它才能生长。大多数农民向土壤施氮。结果,大约一半最终进入地下水,污染水道,导致藻类大量繁殖并与其他生物相互作用。它还产生另一种污染物一氧化二氮。这就是这种新的氮供给过程变得有趣的地方。这种替代方法将允许氮通过叶子输送到叶绿体并受控释放,这是一种更有效的输送方式。该解决方案有助于降低农业成本,同时改善环境。
“我对所有这些研究感到非常兴奋,从疫苗到其他应用,”吉拉尔多说。 “我认为这可能会对人们的生活产生巨大影响。”