日本理化学研究所（简称理研）环境资源科学中心的特别研究员Simon Law和组长沼田圭司（兼任京都大学教授）等人组成的研究团队，开发出了利用碳纳米管（CNT）向植物细胞内输送基因的方法。该方法将可以高效修改负责细胞内的能量生产等的线粒体基因。除农作物的品种改良外，预计还有助于开发利用植物生产药物成分等有用物质。
将碳纳米管与DNA的复合体送入植物细胞中（箭头所指的白点为DNA）（供图：理研）
该方法是理研与京都大学、宇都宫大学和九州大学共同开发的。新方法将CNT用作向植物细胞中输送DNA的载体。CNT是直径为数纳米～数十纳米（纳米为十亿分之一米）的微小管状碳材料。为将DNA与CNT制成复合体送入细胞中，研究团队设法进行了改良。
研究团队首先用高分子凝胶覆盖CNT，使其具备在水中分散的特性，然后使两种由氨基酸连接形成的肽在表面结合。研究团队使用两种类型的肽，一种具备穿过细胞膜进入细胞内的特性和吸附DNA的能力，另一种具备进入线粒体内的能力。经过这种表面处理的CNT与DNA混合，形成复合体。
当植入被浸泡在含这种复合体的溶液中并改变周围的压力时，复合体就会进入植物细胞中。最终DNA会到达线粒体内部。如果不使用CNT，单独使用肽也能将DNA送入线粒体中，但这样效率就会很低。
与传统方法相比，利用该的方法向实验植物导入基因的效率约提高了约30倍。研究团队还将参与叶酸（一种维生素）合成的基因输送到线粒体的DNA中，成功确认了基因重组的效果。
沼田组长认为：“该方法还可以应用于细胞内的叶绿体和其他类型的植物”。今后还将调查CNT提高DNA输送效率的机理。
植物细胞被坚硬的细胞壁包裹在中间，使用细菌等的常规方法，在基因改造方面效率较低，可适用的植物种类也有限。细胞中的线粒体在能量产生方面发挥着重要作用，但要将基因传递给线粒体则难度更高。
此前研究对植物的基因导入技术主要是为了改良农作物的品种。近年来，植物作为生产药物成分和生物燃料等有用物质的“工厂”也受到了关注。田边三菱制药加拿大子公司的新冠病毒疫苗就是通过栽培转基因植物来生产原料的。
日文：越川智瑛、《日经产业新闻》，2022/6/1
中文：JST客观日本编辑部
