Partikelbombardement ist eine Technik, die verwendet werden kann, um fremde DNA in eine Zellkultur einzuführen. Es stehen verschiedene Methoden des Partikelbeschusses zur Verfügung, die meisten beinhalten den Einsatz einer „Genkanone“, einer Vorrichtung, die Partikel zuverlässig und effizient in eine Zellkultur befördern soll. Diese Technik wird in Laboren auf der ganzen Welt für Forschungs- und Entwicklungszwecke unter Verwendung von Spezialgeräten verwendet, von denen einige für bestimmte Anwendungen maßgeschneidert sind.
Beim Partikelbombardement werden Partikel, oft von Schwermetallen, verwendet, um die Zellwand zu durchbrechen. Wenn die Partikel mit DNA beschichtet sind, wird die fremde DNA durch die Brüche in der Zellwand in die Zelle eingebracht. Wenn die Zellwände in einer DNA-Lösung suspendiert sind, werden einige von den Partikeln aufgenommen, während sie sich durch die Lösung bewegen, wodurch die DNA in die Zelle gezwungen wird. In beiden Fällen wird den Zellen im Wesentlichen Fremd-DNA injiziert, die auf den untersuchten Organismus zugeschnitten ist.
Die frühesten Anwendungen des Partikelbombardements waren die Entwicklung von transgenen Pflanzen. Mit dieser Technik könnten Forscher beispielsweise Gene für die Herbizidresistenz in Zellkulturen einbringen, die später zur Entwicklung von Nutzpflanzen verwendet werden sollten. Es könnten auch andere genetische Veränderungen eingeführt werden. Allmählich wurde die Anwendung der Technik auf Bakterien- und Tierzellenkulturen ausgeweitet, als die Forscher den Partikelbeschuss verfeinerten.
Diese Technik erfordert etwas Fingerspitzengefühl seitens des Technikers, der sie ausführt. Die Partikel müssen sorgfältig ausgewählt und kontrolliert zugeführt werden. Ziel ist es, die Partikel mit minimaler Schädigung in die Zellen einzubringen, damit sie sich nach dem Partikelbeschuss erholen und weiter wachsen und sich teilen können. Wenn die Zellen zu stark beschädigt sind, sterben sie ab. Auf der anderen Seite absorbieren einige der Zellen in einer Kultur die Fremd-DNA nicht, wenn der Partikelbombardement nicht vollständig abgegeben wird.
Forscher müssen auch sicherstellen, dass sie die geeignete DNA in ihre Zielzellkultur einführen. Passen die eingeschleusten DNA-Stränge nicht gut zum Organismus, kann der Partikelbeschuss scheitern, weil sie nicht in den Organismus integriert werden können oder Fehler auftreten. Dies erfordert Kenntnisse der Genetik und eine Vertrautheit mit dem Genom des untersuchten Organismus, um zu bestätigen, dass die DNA dort ankommt, wo sie hingehört, und dass sie wie von den Forschern beabsichtigt funktioniert.