克隆猴——用離子液體成不成？

標籤：學科前沿

關鍵詞：離子液體 硫醚 基因傳遞 DNA

號外號外，首例體細胞克隆猴「中中」和「華華」在上海誕生，這標誌著克隆技術在「多利羊」之後又實現了一次飛躍。是不是有的小夥伴還沒有見過它們呢？

看到這兩隻小萌貨，大家是不是有一瞬間心裡暖暖的呢？小編看到他們呀，那是腰不疼了，腿不……停停停，差點扯遠了。

看到克隆猴，立刻想到克隆，立刻想到基因，立刻想到離子液體。小編的思維在這一方面就是這麼躍進。（改自魯迅《小雜感》）

哎，基因跟離子液體有啥關係啊？小編你是不是在逗我？

不，小編很正經地跟你們講，離子液體真的跟基因有關。近期的一項研究表明，離子液體可以用於基因傳遞。

基因傳遞廣泛應用於基因治療，該過程通常需要一種載體將外源DNA傳遞到宿主基因。常用的基因傳遞載體分為病毒載體和非病毒載體兩類，其中，非病毒載體中的陽離子脂質體因具有低毒性與免疫原性等優點而受到廣泛關注。最早報道的脂質體DOTMA（三甲基氯化銨）可用於核酸的轉染，後來有人將此類衍生物進行延伸，引入疏水基團[PF6]，使其轉染效率大大提高。然而由於[PF6]的引入將產生有毒物質HF，導致載體的毒性增加、穩定性降低。

DOTMA型載體與油脂類離子液體有著相似的結構，不同的是離子液體的液化行為更加明顯。那麼將離子液體應用到脂質體基因載體中會有如何功效呢？

美國Florida Gulf Coast大學的Arsalan Mirjafari教授課題組報道了一種全新的脂質離子液體，並將其作為DNA轉染載體進行研究。研究人員採用1-甲基-3-丙炔基咪唑（和季銨）氯鹽離子液體與硫醇C12H25SH、C14H29SH在光引發劑2,2-二甲氧基-2-苯乙酮（DMPA）的存在下合成離子液體2、3和5、6，合成過程示意圖如下：

圖1：脂質離子液體的合成過程

（圖片來源：Chem.Commun.）

研究人員將2、3和5、6離子液體應用於293T細胞內DNA的轉染。研究人員首先將DNA質粒編碼為綠色熒光蛋白，用多聚賴氨酸進行濃縮，然後將其與DMSO溶解的離子液體進行結合，測定其轉染效率。結果顯示：咪唑類的脂質離子液體（即2和3）有較好的轉染效率，可達到35%；而季銨類離子液體幾乎沒有轉染活性。

圖2：293T細胞內2（左）和3（右）轉染pCMVieeGFP的共聚焦顯微鏡圖像

（圖片來源：Chem. Commun.）

通過密度泛函理論（DFT）計算顯示，咪唑環中電荷排布更分散，使其與DNA質粒有較強的靜電作用，從而轉染效率高。

圖3：咪唑離子液體的優化結構

（圖片來源：Chem. Commun.）

本研究中合成的這種全新的低熔點硫醚類脂質離子液體能夠有效的形成DNA複合物進行外源DNA的傳遞；同時，這一類離子液體的合成過程簡單、綠色、成本低、沒有其他副產物生成，充分發揮了離子液體環境友好的特點。

噫，看起來離子液體用於基因傳遞還是挺有前途的。Well, here comes a question. 在未來，離子液體用到克隆技術中成不成呢？

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2017/CC/C7CC03235H

原文作者：Jamie C. Gaitor, Lauren M. Paul, Melissa M. Reardon, Taha Hmissa, Samuel Minkowicz, Matthew Regner, Yinghong Sheng, Scott F. Michael, Sharon Isernb, Arsalan Mirjafari.

DOI: 10.1039/c7cc03235h

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