過去的幾十年里,常規農藥在提高作物產量上取得不可思議的成就,但是其對于環境的危害也越來越多的被大眾所熟知。為此,來自赫爾辛基大學和法國國家科學研究中心(CNRS)的科學家正在研究一種更加環保的解決方案。研究人員正在開發一種RNA疫苗,能夠專一性的作用于特定的病害,而不會對作物產生危害。

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他們開發的植物疫苗建立在雙鏈RNA的基礎上,這些RNA分子可以直接噴灑在植物葉片上,被植物吸收(雙鏈RNA在結構上和DNA非常相似,并且參與各種細胞的生理過程,包括基因的表達)。當植物受到攻擊的時候,RNA分子就會觸發所謂的RNA干擾反應。這種反應是許多生命體中常見的防御機制,它通過匹配疫苗和病原體的RNA序列來抑制靶標RNA的基因表達。
除了直接噴灑在葉子上,RNA疫苗還具有可以生物降解的優點。RNA在野外會迅速分解,因此不會像一些農藥那樣在環境中積累。此外,它不會以任何形式改變宿主的遺傳結構。同時由于它不會改變植物本身,使植物產生新的疫苗,因此它不受轉基因法規的約束。但是,這種植物疫苗仍然有一些難以克服的問題。
赫爾辛基大學生物與環境科學系的Minna Poranen博士表示,“開發RNA疫苗來保護植物的主要問題在于RNA分子的生產,雖然通過化學合成的方法已經能夠生產出雙鏈RNA分子,但是這種生產方式效率非常低下并且十分昂貴,只是作為藥物分子或者研究用途。如何工業化的生產RNA分子還是一個大的問題。”
Poranen的研究小組目前正在嘗試讓細菌來制造疫苗,繞開實驗室合成。這涉及到利用噬菌體的RNA擴增系統來產生期望的雙鏈RNA序列。像其他病毒一樣,噬菌體不能自己完成全部的生物學功能,相反,他們依靠入侵合適的活細胞進行繁殖。利用這一點,研究小組將能夠把噬菌體轉化成一個小型的工廠,進而生產RNA疫苗。
還需要多久才能實現疫苗的市場化還很難說,因為這不僅面臨著研發上的障礙還面臨著法律上的問題。
Poranen說,“現在很難預測疫苗什么時候能夠應用在作物上,因為目前還沒有相關的立法。”
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