PIEZO压电破膜仪在转基因领域的应用有哪些？

上海嵩皓科学仪器有限公司2025-06-17

一、动物转基因中的关键应用转基因动物模型构建在小鼠胚胎显微注射中，PIEZO 破膜仪可精确控制外源基因（如 CRISPR-Cas9 质粒）的导入时机和剂量。例如，Eppendorf PiezoXpert 系统通过脉冲辅助将外源染色体注射到受精卵中，成功建立含人 14 号染色体的小鼠胚胎干细胞系，且染色体完整度≥90%。该技术还可用于制备人源化抗体小鼠模型，实现高效基因整合。胚胎干细胞操作在囊胚期胚胎中，PIEZO 可辅助干细胞移植或基因编辑。例如，通过机械穿孔将诱导多能干细胞（iPSC）注入宿主囊胚，构建嵌合动物模型，其操作成功率比传统机械法提升 30%。单精子显微注射（ICSI）针对弱精症患者，PIEZO 破膜仪可在精子头部打孔，促进外源基因（如荧光标记基因）的导入，同时避免机械损伤导致的精子活力丧失，受精率可达 70% 以上。二、植物转基因中的创新突破原生质体高效转化在拟南芥、水稻等植物原生质体中，PIEZO 破膜仪通过短时振动（如振幅 20、脉冲 3 次）实现细胞壁和细胞膜的同步穿孔，外源基因（如 GFP 报告基因）的转染效率可达 60%-80%，明显高于 PEG 介导法的 30%-50%。该技术尤其适用于难以通过农杆菌转化的作物品种。机械力响应基因研究利用 PIEZO 破膜仪模拟机械刺激，可激发植物细胞内的机械敏感通道（如 AtPiezo），从而研究基因表达调控机制。例如，在拟南芥根冠细胞中，PIEZO 诱导的 Ca²⁺内流可触发机械响应基因的表达，为解析植物向地性机制提供新工具。