Nanoteknologi:En blindgyde for planteceller?

Ved at bruge partikler, der er 1/100, 000 bredden af ​​et menneskehår til at levere medicin til celler eller hjælpe planter med at bekæmpe skadedyr kan lyde som noget ud af en science fiction-film, men disse scenarier kan være en almindelig begivenhed i den nærmeste fremtid.

Kulstof nanorør, cylindrisk formede kulstofmolekyler med en diameter på omkring 1 nanometer, har mange potentielle anvendelser inden for en række forskellige områder, såsom biomedicinsk teknik og medicinsk kemi. Proteiner, nukleinsyrer, og lægemidler kan knyttes til disse nanorør og leveres til celler og organer. Carbon nanorør kan bruges til at genkende og bekæmpe vira og andre patogener. Imidlertid, resultater af undersøgelser på dyr har også givet anledning til bekymring over nanopartiklers potentielle toksicitet.

Nylig forskning udført af et hold forskere fra Kina, ledet af Dr. Nan Yao, udforsket virkningerne af nanopartikler på planteceller. Resultaterne af Dr. Yao og hans kolleger er offentliggjort i oktoberudgaven af American Journal of Botany .

Dr. Yao og hans team af forskere isolerede celler fra ris såvel som fra modelplantearten Arabidopsis. Forskerne behandlede disse celler med kulstof nanorør, og derefter vurderet cellerne for levedygtighed, beskadigelse af DNA, og tilstedeværelsen af ​​reaktive oxygenarter.

Forskerne fandt en stigning i niveauerne af den reaktive oxygenart hydrogenperoxid. Reaktive oxygenarter forårsager oxidativt stress til celler, og denne stress kan resultere i programmeret celledød. Dr. Yao og hans kolleger opdagede, at virkningen af ​​kulstofnanorør på celler var dosisafhængig - jo større dosis, jo større er sandsynligheden for celledød. I modsætning, celler, der blev udsat for kulstofpartikler, der ikke var nanorør, led ingen skadelige virkninger, demonstrerer, at størrelsen af ​​nanorørene er en faktor i deres toksicitet.

"Nanoteknologi har et stort omfang af potentielle anvendelser i landbrugsindustrien, imidlertid, virkningen af ​​nanopartikler er sjældent blevet undersøgt i planter, "Dr. Yao sagde. "Vi fandt ud af, at nanomaterialer kunne inducere programmeret celledød i planteceller."

På trods af forskernes observationer om, at kulstof nanorør havde toksiske virkninger på planteceller, brugen af ​​nanoteknologi i landbrugsindustrien lover stadig meget. Forskerne observerede kun programmeret celledød som en midlertidig reaktion efter injektionen af ​​nanorørene og observerede ikke yderligere ændringer halvanden dag efter nanorørbehandlingerne. Også, forskerne observerede ikke døden på vævsniveau, hvilket indikerer, at injektion af celler med kulstofnanorør kun forårsagede begrænset skade.

"Den aktuelle undersøgelse har givet bevis for, at visse kulstofnanopartikler ikke er 100 % sikre og har bivirkninger på planter, antyder, at potentielle risici for nanotoksicitet på planter skal vurderes, " sagde Dr. Yao. I fremtiden, Dr. Yao og kolleger er interesserede i at undersøge, om andre typer nanopartikler også kan have toksiske effekter på planteceller. "Vi vil gerne skabe en prædiktiv toksikologisk model til at spore nanopartikler."

Først når forskere har kritisk undersøgt risikoen ved nanopartikler, kan de drage fordel af de enorme potentielle fordele ved denne nye teknologi.