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基因沉默喷雾剂让我们绕开转基因修改植物

2017-01-12   标签:基因 转基因    来源:newscientist.com
基因沉默喷雾来提高农作物产量、避免干旱、加快成熟。这种技术可以让我们改变植物的形状,而且不用在它们的基因上动手脚。

基因沉默喷雾剂让我们绕开转基因修改植物

觉得院子里的玫瑰花颜色不称心吗?或与有一天你可以买到一种使特定基因沉默的喷雾,来改变花的颜色。

农民们也或许可以使用类似的基因沉默喷雾来提高农作物产量、避免干旱、加快成熟。这种技术可以让我们改变植物的形状,而且不用在它们的基因上动手脚。

“喷雾可以即喷即用,而无需像传统育种方法那样进行累年的工作,或者常年的通用性研究。”研究基因沉默的剑桥大学的 David Baulcombe说道。他指出,一种喷雾可以用在很多不同作物上。

这是一个令人激动的结果,不仅是病虫害防治,这个研究或许打开了改变植物各种性状的新世界大门。

基因沉默技术利用了植物自身的防御系统。当病毒入侵细胞,细胞就会切下病毒的一段RNA来合成双链RNA,借此来识别病毒的RNA并与之结合来消灭它。没有了RNA,病毒就不能产生蛋白质,病毒就被消灭了。这通常被称为RNA干扰,可以阻止RNA翻译成蛋白质。但针对人类开发RNA干扰药物并没有什么前途,因为当RNA被注射进血液中时就会迅速被分解。

许多转基因植物的工作原理就是产生基因沉默RNA。而如今发现直接向植物(或者虫子)喷洒能与特定基因相结合的双链RNA也可以达到使基因沉默的目的。

例如孟山都公司就正在开发杀虫的RNA干扰喷雾。据孟山都1月5日公布,这种杀瓦螨的喷雾开发已经到了最终阶段。

这种喷雾的一个巨大难题就是效用不够持久,几天之后RNA就会被分解了。农民们负担不起频繁使用喷雾的昂贵费用。

澳大利亚昆士兰大学的一个团队正在设法实现基因在植物细胞中长期沉默。他们已经利用一种单一功能的喷雾来使烟草不感染病毒达20天之久。由层层叠叠常见的矿物质如氯化镁组成的带正电的黏土纳米颗粒与带负点的RNA绑定在一起,以此来保护RNA。随着时间推移,黏土颗粒与二氧化碳反应后被分解,释放出RNA。

“我们相信这是实现病害防治的植物内部环境稳定方面的关键进展。”团队成员Neena Mitter说道。

这种技术应该也可以使植物其他性状发生改变,但是这个团队未涉足这个领域,只是专注于植物的病害防治。

还有许多团队也在研究实现对植物的长期影响作用。而Mitter的团队首先发表了他们的成果。

植物病毒对全世界的农民来讲都是一个大问题,如今也没有直接的解决办法。农民们要么种植抗病品种(如果有的话),要么杀死传染病毒的害虫,如蚜虫。

如果这种抗病的喷雾实际用起来真有它在实验室的那种效果,市场就会有巨大的需求。“我们相信这种喷雾能够被市场接受的。” Mitter说。

最大的困难还是成本,虽然黏土纳米颗粒很便宜,但是合成RNA却很昂贵。前些年,合成一克RNA花费超过100000美元。但是科技日新月异,Killmer的公司目的是使批量生产RNA的成本降到每克2美元.

基因沉默喷雾比起普通的杀虫剂更加安全。RNA不能穿过人的皮肤,而且在人体会迅速被分解。

尽管2012年有研究称我们食物中存在的RNA能够影响人类的基因,但是后续的几个研究证实这只是捕风捉影。


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