《自然》子刊：RNAi技术新应用

　　

生物通报道：在本期的《自然·生物技术》杂志上，两篇文章报道了一种控制病虫害的新方法——施用表达靶向害虫重要转录过程的dsRNA的转基因植物，这是RNA干扰（RNAi）技术在植物学研究及应用上的一大进步。

其中一篇文章由来自中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的研究人员完成，他们发明了一种植物介导的RNA干扰技术，可以有效、特异地抑制昆虫基因的表达，从而抑制害虫的生长。这篇文章被《自然》杂志列为本期突出亮点论文之一，《自然》杂志评价该论文是“第一次成功报道利用植物自生表达昆虫基因的双链RNA来抑制植食性昆虫防御基因的论文”，“通过该技术改良的植物比利用杀虫剂不分青红皂白地将所有昆虫杀死更符合社会发展的需要。”

领导这一研究的是中国科学院院士陈晓亚，第一作者为他的博士研究生毛颖波。陈晓亚院士主要的研究方向是植物次生代谢调控及表皮细胞发育，主要工作包括：青蒿素生物合成关键酶的分子克隆和基因工程；棉酚代谢研究及抗虫应用；植物表皮细胞发育调控的分子机制；小RNA对根发育的调控；棉纤维发育及品质改良的基因工程。

RNA干扰是一种新发现的基因调控机制，已被广泛用于研究基因功能。在这篇文章中，研究人员利用植物表达与昆虫特定基因匹配的双链RNA分子，当昆虫取食这类植物后，其靶基因的表达被明显降低。该研究组以棉花和棉铃虫为研究对象。因为棉花中有一种主要毒素叫棉酚，它对大多数生物体有毒性。但棉铃虫对它有抗性，它以棉花为食物，为自己提供养料。

研究组首先分离了棉铃虫参与棉酚解毒的基因―P450，用双链RNA的转基因植物喂食后，棉铃虫P450基因的表达显著降低，对棉酚的耐受性大大减弱。再用含有棉酚的棉花叶子喂食，这些棉铃虫生长缓慢，甚至死亡。

第二篇文章是来自美国孟山都公司（Monsanto Company）和Devgen公司（Devgen N.V., Technologiepark ）的研究人员开发了一条创新且精确的途径来防治作物害虫，该方法以一项荣获诺贝尔奖的发现的创新应用为模型。该技术预计将为农民提供一种保护作物产量的新型种子内选择，并为支持满足全球日益增长的食品、饲料和燃料需求的农业使命提供了又一个工具。

RNA干涉广泛存在于植物、动物等真核生物中，与基因本身及转录并无任何关系，属于转录后水平的基因沉默机制。Djikeng 与Fjose 等研究表明，无脊椎动物和植物中的RNA 干涉具有抑制侵入宿主体内的病毒和转座子，减弱和清除其基因毒性的作用 。转基因植物中出现的基因沉默作用也是宿主细胞通过RNA 干涉而实现的自我保护反应 。动物基因组对自私DNA(selfish DNA) ，例如病毒和转座元(transposon)的入侵和转录异常的抑制也是通过RNA 干涉实现的，因为在一般情况下生物体内不会产生双链RNA。当病毒或转座元等外来遗传物质侵入时，由于它们自身生活周期的需要，才会产生双链异常RNA(aberrant RNA) 或称为无赖RNA ( rogue RNA) 。生物体可能是在进化过程中形成了RNA 干涉等防卫机制来抵御外来遗传物质的寄生。

RNA干扰是一种新发现的基因调控机制，已被广泛用于研究基因功能。在这篇文章中，研究人员利用植物表达与昆虫特定基因匹配的双链RNA分子，当昆虫取食这类植物后，其靶基因的表达被明显降低。该研究组以棉花和棉铃虫为研究对象。因为棉花中有一种主要毒素叫棉酚，它对大多数生物体有毒性。但棉铃虫对它有抗性，它以棉花为食物，为自己提供养料。

在这篇文章中，研究人员开发出了RNAi的创新应用，让人们能够更好地防治那些以作物为食以及影响作物产量的害虫。孟山都执行副总裁兼首席技术官RobertT.Fraley博士表示：“总的说来，RNA干扰是非常具有前途的改善作物的方法。鉴于其特异性，这种振奋人心的技术能够为我们提供植物科学领域的帮助，而之前这几乎是不可能的。”

Devgen首席执行官ThierryBogaert表示：“该技术能够有效控制非常特殊的植物害虫。这是作物防治领域的突破。”

这项研究预计将让科学人员能够利用细胞的自然能力调控蛋白质生产能力并将其应用到生产植物害虫防治农药中去。孟山都科学人员正致力于将这种具有发展前途的RNAi应用融入该公司未来的玉米害虫防治项目中。

原文摘要：
Nature Biotechnology
Published online: 4 November 2007 | doi:10.1038/nbt1359
Control of coleopteran insect pests through RNA interference
『Abstract』

Nature Biotechnology
Published online: 4 November 2007 | doi:10.1038/nbt1352
Silencing a cotton bollworm P450 monooxygenase gene by plant-mediated RNAi impairs larval tolerance of gossypol
『Abstract』