轉染

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轉染(英语Transfection)是將外源遺傳物質(DNA或RNA)植入細胞的一種過程,常用來描述非病毒入侵的基因轉殖方式,相較於轉化英语transformation,又譯轉型)用於植物細菌及癌細胞的擴散,轉染則常被用來形容外源基因植入動物細胞,而病毒入侵的基因轉殖方式則稱為轉導(英语Transduction)。

動物細胞的轉染作用方式如下,在細胞膜上開出一個暫時性的小孔,使細胞較容易攝取外源基因(可經由磷酸鈣攜帶進入細胞),藉由電穿孔法細胞擠壓法即可製造孔洞、或將細胞及外源基因浸泡在充滿脂質體的液體中,脂質體將會包住外源基因,然後融入細胞膜,並將外源基因釋放到細胞內部。

轉導有時會導致目標基因產生異想不到的轉變。

方法[编辑]

以下有許多轉染的方式,有些為物理方法(電穿孔法、細胞擠壓法、奈米粒子以及磁轉),有些需求化學物質或是生物(列如病毒)作為攜帶者。

化學性的轉染[编辑]

化學性的轉染可被分為下列幾類:環糊精聚合物,脂質體,奈米粒子。

  • 利用磷酸鈣作為攜帶者是最便宜的化學方法之一,此方法是由F. L. GrahamA. J. van der Eb在西元1973年所提出,此方式需要兩種試劑:帶有磷酸根的HEPES緩衝溶液(HeBS)及帶有外源DNA的氯化鈣溶液,當將這兩種溶液混合均勻,帶正電的離子將會和帶負電的磷酸跟結合形成磷酸鈣,而外源DNA則會鍵結在磷酸鈣的表面上,此懸浮物接著被加到細胞培養皿中(通常以單層生長的細胞培養皿),細胞將會攝取外源DNA(科學家尚未了解其過程),醫學上常利用此方法來檢測癌細胞。
  • 其他方法使用具多側鍊的有機化合物,所謂樹枝狀聚合物,結合DNA並讓它進入細胞內。
  • 一個非常有效的方法是加入具有外源DNA的脂質體,脂質體為一小型、球狀、單層膜的脂肪構造,內部可以包住外源DNA。當脂質體被放入細胞中,將會融入細胞膜,從而將內部的外源DNA釋放進入細胞中,對於真核動物細胞而言,使用陽離子的脂質體將能有效地增加轉染成功率,因為真核動物細胞對此類脂質體有更高的敏感性。

非化學性的轉染[编辑]

  • 電穿孔法(又稱基因電轉移)是一種常見的方法,當細胞暴露於強電場造成的短脈衝中,細胞膜的通透性會在瞬時增加,使細胞能攝取外源基因。
  • 細胞擠壓法是由Armon ShareiRobert LangerKlavs Jensen於2013年在麻省理工學院所提出,他們透過溫和的壓縮細胞膜,使細胞膜上的通透性變高,從而達到攝取外源基因的目的,此方法消除了外源毒性及脫靶效應的可能性,因為它並不需要外加的化學藥劑及電場。
  • 聲孔效應採用高強度的超音波誘導細胞膜上小孔的形成。這個孔的形成主要歸因於氣泡與附近的細胞膜相互作用。

參考資料[编辑]