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新技术|未来RNA疫苗有望取代传统农药

发布时间:2018-04-13 11:04:37 来源:新朝阳 点击次数: 【字体:


      过去的几十年里,常规农药在提高作物产量上取得不可思议的成就,但是其对于环境的危害也越来越多的被大众所熟知。为此,来自赫尔辛基大学和法国国家科学研究中心(CNRS)的科学家正在研究一种更加环保的解决方案。研究人员正在研发一种RNA疫苗,能够专一性地作用于特定的病害,而不会对作物产生危害。

      他们开发的植物疫苗建立在双链RNA的基础上,这些RNA分子可以直接喷洒在植物叶片上,被植物吸收(双链RNA在结构上和DNA非常相似,并且参与各种细胞的生理过程,包括基因的表达)。当植物受到攻击的时候,RNA分子就会触发所谓的RNA干扰反应。这种反应是许多生命体中常见的防御机制,它通过匹配疫苗和病原体的RNA序列来抑制靶标RNA的基因表达。

      除了直接喷洒在叶子上,RNA疫苗还具有可以生物降解的优点。RNA在野外会迅速分解,因此不会像一些农药那样在环境中积累。此外,它不会以任何形式改变宿主的遗传结构。同时由于它不会改变植物本身,使植物产生新的疫苗,因此它不受转基因法规的约束。但是,这种植物疫苗仍然有一些难以克服的问题。

      赫尔辛基大学生物与环境科学系的Minna Poranen博士表示:“开发RNA疫苗来保护植物的主要问题在于RNA分子的生产,虽然通过化学合成的方法已经能够生产出双链RNA分子,但是这种生产方式效率非常低并且十分昂贵,只能作为药物分子或者研究用途,如何工业化地生产RNA分子还是一个大问题。”

      Poranen的研究小组目前正在尝试让细菌来制造疫苗,绕开实验室合成。这涉及到利用噬菌体的RNA扩增系统来产生期望的双链RNA序列。像其它病毒一样,噬菌体不能自己完成全部的生物学功能,相反,他们依靠入侵合适的活细胞进行繁殖。利用这一点,研究小组将能够把噬菌体转化成一个小型的工厂,进而生产RNA疫苗。

      还需要多久才能实现疫苗的市场化还很难说,因为这不仅面临着研发上的障碍还面临着法律上的问题。Poranen说:“现在很难预测疫苗什么时候能够应用在作物上,因为目前还没有相关的立法。”

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