Sistemas de entrega de ácidos nucleicos mediada por nanopartículas en biotecnología vegetal: avances recientes y desafíos emergentes
Autores: Wang, Tengwei; Li, Jiaxin; Hu, Ruibin; Shentu, Xuping; Ye, Zihong; Yu, Xiaoping; Sun, Kai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Entrega eficiente
Material genético exógeno
Biotecnología vegetal
Sistemas de entrega de ácidos nucleicos basados en nanopartículas
Nanotecnología
Cargas genéticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La entrega eficiente de material genético exógeno sigue siendo un desafío central en la biotecnología vegetal, con profundas implicaciones para el desarrollo agrícola y forestal sostenible. Aunque los métodos de entrega tradicionales, como la transformación mediada por Agrobacterium, el bombardeo con cañón de genes y la electroporación, se han aplicado ampliamente en la ingeniería genética de plantas, estos sistemas presentan limitaciones que incluyen eficacia dependiente de la especie, propensión a causar daño en los tejidos vegetales, baja eficiencia de transformación y susceptibilidad a factores ambientales. En los últimos años, con el avance de la nanotecnología, los sistemas de entrega de ácidos nucleicos basados en nanopartículas están surgiendo como herramientas novedosas para aplicaciones como la entrega de dsRNA o transgenes. Estos sistemas aprovechan las propiedades fisicoquímicas únicas de los nanomateriales, incluidos fenómenos dependientes del tamaño, carga superficial ajustable y capacidades mejoradas de penetración de membranas, para lograr una entrega dirigida y una expresión estable de cargas genéticas. Sin embargo, los sistemas de entrega de genes mediada por nanomateriales para plantas aún se encuentran en sus etapas iniciales, y su aplicación generalizada enfrenta numerosos desafíos. Este artículo introduce brevemente los métodos de entrega tradicionales, revisa sistemáticamente las aplicaciones y el progreso de los sistemas de entrega de ácidos nucleicos basados en nanopartículas, y discute la aplicabilidad entre especies de las nanopartículas, así como las preocupaciones de biosalud asociadas. Nuestro objetivo es ofrecer ideas para abordar los cuellos de botella técnicos prevalentes y proporcionar orientación para el diseño racional de nanomateriales que atraviesen de manera eficiente la barrera de la pared celular-membrana plasmática de las plantas y entreguen ácidos nucleicos de manera estable sin provocar fitotoxicidad.
Descripción
La entrega eficiente de material genético exógeno sigue siendo un desafío central en la biotecnología vegetal, con profundas implicaciones para el desarrollo agrícola y forestal sostenible. Aunque los métodos de entrega tradicionales, como la transformación mediada por Agrobacterium, el bombardeo con cañón de genes y la electroporación, se han aplicado ampliamente en la ingeniería genética de plantas, estos sistemas presentan limitaciones que incluyen eficacia dependiente de la especie, propensión a causar daño en los tejidos vegetales, baja eficiencia de transformación y susceptibilidad a factores ambientales. En los últimos años, con el avance de la nanotecnología, los sistemas de entrega de ácidos nucleicos basados en nanopartículas están surgiendo como herramientas novedosas para aplicaciones como la entrega de dsRNA o transgenes. Estos sistemas aprovechan las propiedades fisicoquímicas únicas de los nanomateriales, incluidos fenómenos dependientes del tamaño, carga superficial ajustable y capacidades mejoradas de penetración de membranas, para lograr una entrega dirigida y una expresión estable de cargas genéticas. Sin embargo, los sistemas de entrega de genes mediada por nanomateriales para plantas aún se encuentran en sus etapas iniciales, y su aplicación generalizada enfrenta numerosos desafíos. Este artículo introduce brevemente los métodos de entrega tradicionales, revisa sistemáticamente las aplicaciones y el progreso de los sistemas de entrega de ácidos nucleicos basados en nanopartículas, y discute la aplicabilidad entre especies de las nanopartículas, así como las preocupaciones de biosalud asociadas. Nuestro objetivo es ofrecer ideas para abordar los cuellos de botella técnicos prevalentes y proporcionar orientación para el diseño racional de nanomateriales que atraviesen de manera eficiente la barrera de la pared celular-membrana plasmática de las plantas y entreguen ácidos nucleicos de manera estable sin provocar fitotoxicidad.