繞開轉基因,我們一樣可以改變植物性狀

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繞開轉基因,我們一樣可以改變植物性狀

覺得院子裡的玫瑰花顏色不稱心嗎?或與有一天你可以買到一種使特定基因沉默的噴霧,來改變花的顏色。

農民們也或許可以使用類似的基因沉默噴霧來提高農作物產量、避免乾旱、加快成熟。這種技術可以讓我們改變植物的形狀,而且不用在它們的基因上動手腳。

“噴霧可以即噴即用,而無需像傳統育種方法那樣進行累年的工作,或者常年的通用性研究。”研究基因沉默的劍橋大學的 David Baulcombe說道。他指出,一種噴霧可以用在很多不同作物上。

這是一個令人激動的結果,不僅是病蟲害防治,這個研究或許打開了改變植物各種性狀的新世界大門。

基因沉默技術利用了植物自身的防禦系統。當病毒入侵細胞,細胞就會切下病毒的一段RNA來合成雙鏈RNA,藉此來識別病毒的RNA並與之結合來消滅它。沒有了RNA,病毒就不能產生蛋白質,病毒就被消滅了。這通常被稱為RNA干擾,可以阻止RNA翻譯成蛋白質。但針對人類開發RNA干擾藥物並沒有什麼前途,因為當RNA被注射進血液中時就會迅速被分解。

許多轉基因植物的工作原理就是產生基因沉默RNA。而如今發現直接向植物(或者蟲子)噴灑能與特定基因相結合的雙鏈RNA也可以達到使基因沉默的目的。

例如孟山都公司就正在開發殺蟲的RNA干擾噴霧。據孟山都1月5日公佈,這種殺瓦蟎的噴霧開發已經到了最終階段。

這種噴霧的一個巨大難題就是效用不夠持久,幾天之後RNA就會被分解了。農民們負擔不起頻繁使用噴霧的昂貴費用。

澳大利亞昆士蘭大學的一個團隊正在設法實現基因在植物細胞中長期沉默。他們已經利用一種單一功能的噴霧來使菸草不感染病毒達20天之久。由層層疊疊常見的礦物質如氯化鎂組成的帶正電的黏土納米顆粒與帶負點的RNA繫結在一起,以此來保護RNA。隨著時間推移,黏土顆粒與二氧化碳反應後被分解,釋放出RNA。

“我們相信這是實現病害防治的植物內部環境穩定方面的關鍵進展。”團隊成員Neena Mitter說道。

這種技術應該也可以使植物其他性狀發生改變,但是這個團隊未涉足這個領域,只是專注於植物的病害防治。

還有許多團隊也在研究實現對植物的長期影響作用。而Mitter的團隊首先發表了他們的成果。

植物病毒對全世界的農民來講都是一個大問題,如今也沒有直接的解決辦法。農民們要麼種植抗病品種(如果有的話),要麼殺死傳染病毒的害蟲,如蚜蟲。

如果這種抗病的噴霧實際用起來真有它在實驗室的那種效果,市場就會有巨大的需求。“我們相信這種噴霧能夠被市場接受的。” Mitter說。

最大的困難還是成本,雖然黏土納米顆粒很便宜,但是合成RNA卻很昂貴。前些年,合成一克RNA花費超過100000美元。但是科技日新月異,Killmer的公司目的是使批量生產RNA的成本降到每克2美元.

基因沉默噴霧比起普通的殺蟲劑更加安全。RNA不能穿過人的面板,而且在人體會迅速被分解。

儘管2012年有研究稱我們食物中存在的RNA能夠影響人類的基因,但是後續的幾個研究證實這只是捕風捉影。

(原文有刪改、順序變動)

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