新基因噴劑給你不一樣的驚喜

RNAi也稱為轉錄後基因沉默，是一種利用RNA分子抑制基因表達的生物過程。RNAi技術通過注射與病毒RNA序列匹配的RNAi，能阻止病毒在細胞內複製，從而讓基因沉默。圖片來自網路

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不喜歡你家陽台上或院子里玫瑰花的樣子？沒關係，一種即將上市的「基因噴劑」——農用RNA（核糖核酸）噴劑，也叫「基因農藥」，能通過基因沉默技術改變玫瑰花的顏色，帶給你不一樣的驚喜。

近日出版的《自然·植物》雜誌刊登了澳大利亞昆士蘭大學開發的這項新技術，通過將RNAi（RNA干擾）分子與黏土納米顆粒緊密結合，讓RNAi長時間停留在植物葉面，從而首次將RNAi沉默基因的作用時間延長到20天以上。

農民朋友們可以運用這類基因沉默噴劑提高作物產量、增加營養成分、增強抗旱力並誘導其早熟。英國劍橋大學長期研究基因沉默技術的大衛·鮑爾庫姆表示，新噴劑不改變DNA（脫氧核糖核酸）就可讓植物的「外貌特徵」煥然一新，不像轉基因或傳統育種技術那樣需要長達數年的研發，因此能很快投入使用。

「基因農藥」抗病毒能長達20天

基因沉默技術利用了一種純天然防禦系統。當病毒侵入細胞後，細胞會將病毒的RNA剪成多個短小片段，這些短鏈RNA能識別出細胞內匹配的RNA序列並與其結合。RNAi技術通過注射與病毒RNA序列匹配的RNAi，能阻止病毒在細胞內複製，從而讓基因沉默。在醫療方面，RNAi藥物目前還沒實現跨越式進展，主要是由於這些注射到血液的RNA被迅速降解後失去了活性。

但RNAi技術在植物防蟲方面獲得良好效果。研究發現，通過噴洒含有與特定基因序列匹配的小分子雙鏈RNA，可以讓一些病蟲和植物體內的特定基因關閉。孟山都公司近日表示，其靶向蚜蟲的RNAi殺蟲噴劑已進入研發的最後階段，但其中一大挑戰始終無法攻克：噴劑中的RNA容易分解，在植物中的抗蟲性只能維持幾天時間，多次噴洒會增加農民成本。

而新技術噴洒一次能讓煙草植物保持抗病毒能力長達20天之久，創造了前所未有的紀錄。研究組核心成員許志平接受科技日報記者採訪時解釋道，他和同事妮娜·米特用普通化合物如氯化鎂等，製備成層疊並帶正電的黏土納米粒子，與帶負電的RNA結合并提供保護。潮濕的黏土粒子會與空氣中的二氧化碳發生反應並分解，從而緩慢釋放RNA，達到持久作用效果。

除此之外，新噴劑還可能適用於多種植物，甚至用來改變植物的顏色和外觀等各種性狀（目前這項技術還沒表明這些應用）。生物技術公司Apse創始人約翰·吉爾莫對此研究結果非常興奮，他認為，除了防治害蟲和疾病，新噴劑還將開啟各種各樣的植物「修飾」潮流。

市場前景「有利可圖」也有風險

植物病蟲害是困擾全世界農民的一大難題，現有技術都不能直接靶向作用這些害蟲，只能通過培育抗蟲性品種或殺滅蚜蟲等能傳播植物病毒的微生物進行防治。因此，這種抗病毒噴劑如果田間試驗成功，將會產生巨大需求，是一種「有利可圖」的商用技術。

市場化的最大障礙是其成本過高。許志平告訴記者，目前RNA的成本是每克100美元到200美元，應用成本太高。但吉爾莫的公司正在開發一種大規模生產技術，如果降到每克2美元到5美元，成本不再是問題，因此應用前景將非常廣闊。

與常用殺蟲劑相比，基因沉默噴劑更加安全，RNAi不會被人體皮膚吸收，而且食用後也會被胃酸快速降解。雖然2012年曾有報道指出，通過食物攝入的外來RNA會影響人體基因，但隨後展開的數項相關試驗都沒有找到改變人類基因的證據。但存在一個風險，RNAi可能會讓土壤中非靶向微生物——含匹配序列的有益蠕蟲和真菌產生基因沉默，而且靶標病蟲也會逐漸改變其基因，對噴劑產生抗藥性。

（科技日報北京1月24日電）