轉(zhuǎn)染是通過非病毒手段將任何核酸分子引入培養(yǎng)的真核細(xì)胞中。過去，它通常僅用于指代DNA，但隨著RNAi等應(yīng)用和最近CRISPR的開發(fā)，這種情況發(fā)生了變化。盡管有許多方法可以將基因傳遞到細(xì)胞，但研究人員目前使用三種高度認(rèn)可的方法：化學(xué)試劑，電穿孔（基因電轉(zhuǎn)）和病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)。最終目標(biāo)是將核酸輸送到細(xì)胞中，通過外源基因的表達(dá)或通過敲低內(nèi)源基因來研究基因功能?；虮磉_(dá)的操縱是藥物開發(fā)、癌癥研究、基因治療和組織工程等研究領(lǐng)域的核心技術(shù)。

圖1.轉(zhuǎn)染

真核細(xì)胞的化學(xué)轉(zhuǎn)染

1）試劑與核酸結(jié)合形成帶正電荷的復(fù)合物。2）將復(fù)合物添加到細(xì)胞中，并通過靜電相互作用與帶負(fù)電的細(xì)胞表面結(jié)合。3）細(xì)胞通過內(nèi)吞作用將復(fù)合物內(nèi)化為稱為內(nèi)體的膜囊泡。4）試劑使內(nèi)體膜不穩(wěn)定 5）復(fù)合物從內(nèi)體逸出并在細(xì)胞質(zhì)中釋放核酸貨物（siRNA，miRNA或大RNA通常在細(xì)胞質(zhì)中具有活性）。6）DNA必須定位到細(xì)胞核，基因表達(dá)盒被轉(zhuǎn)錄。

化學(xué)轉(zhuǎn)染

使用化學(xué)轉(zhuǎn)染試劑的轉(zhuǎn)染依靠靜電相互作用與核酸結(jié)合并靶向細(xì)胞膜。這可以通過磷酸鈣、聚陽離子和脂質(zhì)體等化合物或陽離子脂質(zhì)、聚合物、樹枝狀聚合物和納米顆粒等更當(dāng)前的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

使用磷酸鈣遞送是將核酸引入細(xì)胞的最古老和最便宜的方法。這種技術(shù)在一些易于轉(zhuǎn)染的細(xì)胞系中效果很好，但不能遞送到更耐藥的細(xì)胞，需要大量的DNA，并且通常缺乏可重復(fù)性。

為什么轉(zhuǎn)染很重要？

將外源性核酸遞送到細(xì)胞中的能力使研究人員能夠研究基因表達(dá)（包括CRISPR / Cas9），RNAi基因沉默并產(chǎn)生穩(wěn)定的細(xì)胞系。或者，生產(chǎn)細(xì)胞可用于病毒生產(chǎn)、抗體/蛋白質(zhì)生產(chǎn)和基因治療。?

成功轉(zhuǎn)染的基礎(chǔ)知識

核酸的成功遞送受幾個共同因素的影響，包括細(xì)胞傳代次數(shù)、細(xì)胞匯合度、DNA質(zhì)量、DNA：試劑比例、復(fù)合物形成時間和轉(zhuǎn)染后孵育時間。