覺得院子里玫瑰花的顏色不稱心嗎？重新栽種未免太過“勞民傷財(cái)”�；蛟S有一天你能夠在市場上買到一種噴劑，只需對著花朵輕輕一噴，就可以通過使特定的基因沉默繼而改變花朵的顏色。
這種神奇的噴劑對于農(nóng)民來說才可謂是“福音”。通過使用類似的基因沉默噴劑，農(nóng)民可以輕而易舉地提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增加營養(yǎng)成分、增強(qiáng)抗旱力并誘導(dǎo)其早熟。而格外吸引人的是，這種基因沉默技術(shù)既可以為我們改變植物的性狀，又避免了在植物的脫氧核糖核酸（DNA）上“動(dòng)手腳”，消除了人們的擔(dān)心。
“這種噴劑即噴即用，不像轉(zhuǎn)基因技術(shù)或傳統(tǒng)育種技術(shù)那樣需要長達(dá)數(shù)年的研發(fā)。”英國劍橋大學(xué)長期從事植物基因沉默技術(shù)研究的David Baulcombe如此表示。他同時(shí)指出，這種基因沉默噴劑還可能適用于多種植物。
雖然聽起來很神奇，但是這種噴劑卻是切切實(shí)實(shí)存在的。一些一直走在全球生物技術(shù)進(jìn)步前列的公司，諸如孟山都等，目前都紛紛開始對基因沉默噴劑展開了攻關(guān)，希望通過沉默特定的基因，最終消滅作物病蟲害。
讓基因沉默
所謂基因沉默，其實(shí)是利用了一種純天然的防御系統(tǒng)。
當(dāng)病毒侵入細(xì)胞后，細(xì)胞會(huì)將病毒的核糖核酸（RNA）剪成多個(gè)短小片段，形成雙鏈RNA，借此識(shí)別出細(xì)胞內(nèi)匹配的RNA序列并將其破壞。缺少RNA的病毒就無法產(chǎn)生蛋白質(zhì)，自然也就無法進(jìn)行復(fù)制。
這正是人們通常所說的RNA干擾技術(shù)（RNAi）。RNA干擾技術(shù)可以被用來阻止任何蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。但遺憾的是，在醫(yī)療方面，目前以RNA干擾技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)的藥物還沒能實(shí)現(xiàn)跨越式進(jìn)展，這主要是因?yàn)槟切┳⑸涞窖褐械腞NA往往會(huì)被迅速降解，然后失去活性。
許多轉(zhuǎn)基因植物工作的原理其實(shí)就是產(chǎn)生可以令基因沉默的RNA。更為重要的是，生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過噴灑含有與特定基因序列匹配的小分子雙鏈RNA，也可以輕易地讓一些（雖然不是所有）病蟲和植物體內(nèi)的特定基因關(guān)閉。
成立于1901年的孟山都最初本是一家生產(chǎn)糖精的公司。之后，孟山都在化肥、作物保護(hù)以及植物遺傳學(xué)上取得突破，開辟了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新之路。20世紀(jì)90年代，孟山都開始在全球推廣轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、油菜以及其它轉(zhuǎn)基因作物。如今，一直走在生物技術(shù)前沿的孟山都，又率先開始著手研發(fā)防治病蟲害的RNA干擾噴劑。
孟山都開發(fā)的這種噴劑專門靶向瓦螨——一種對世界養(yǎng)蜂業(yè)威脅最大的蜜蜂病蟲害。根據(jù)今年年初孟山都方面公開的報(bào)告，目前針對這種消滅瓦螨的噴劑的開發(fā)已經(jīng)到了最后的攻關(guān)階段。
之所以說是“最后階段”，是因?yàn)槿缃襁@種噴劑面臨一個(gè)非常難以跨越的難關(guān)：由于噴劑中的RNA極易分解，這就使得噴劑的效用不夠持久，在植物中的抗蟲性只能勉強(qiáng)維持幾天時(shí)間。這就意味著需要頻繁使用噴霧，而昂貴的花銷無疑將會(huì)給農(nóng)民帶來不小的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
提供長效保護(hù)
技術(shù)的進(jìn)步總是會(huì)給人們帶來無限驚喜。就在全球生物學(xué)家因?yàn)榛虺聊瑖妱┑男в脽o法維持而焦頭爛額之際，來自澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)為人們提供了一種新的思路和可能。
根據(jù)《自然·植物》的報(bào)道，澳大利亞昆士蘭大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞內(nèi)基因的長期沉默——通過噴灑一次這種基因沉默噴劑，他們已經(jīng)使得煙草植物對辣椒輕微斑駁病毒具有抗病毒能力長達(dá)20天之久，從而創(chuàng)造了前所未有的紀(jì)錄。
“我們相信它是實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)的作物保護(hù)的關(guān)鍵進(jìn)展。”研究團(tuán)隊(duì)成員Neena Mitter這樣評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)的工作。實(shí)際上，當(dāng)前全球許多研究團(tuán)隊(duì)也都圍繞植物的這一長效影響展開了研究，但Mitter團(tuán)隊(duì)率先發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。
那么，Mitter團(tuán)隊(duì)究竟是如何做到讓基因沉默噴劑具有長效保護(hù)作用的呢？據(jù)了解，Mitter 和同事Gordon Xu，通過將RNA與黏土納米粒子相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)了這種長效的影響。
在具體操作方面，研究人員先用普通化合物，如氯化鎂等，制備成層層疊疊并帶正電的黏土納米粒子，然后再將黏土納米粒子與帶負(fù)電的RNA結(jié)合并提供保護(hù)。隨著時(shí)間推移，潮濕的黏土納米粒子會(huì)與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)并逐漸分解，從而緩慢釋放RNA，達(dá)到持久作用的效果。
這是一個(gè)令人激動(dòng)的結(jié)果，生物技術(shù)公司Apse創(chuàng)始人John Killmer表示，“除了防治害蟲和疾病，新噴劑還將開啟各種各樣的植物‘修飾’潮流”，比如用來改變植物的顏色和外觀等各種性狀。不過Mitter團(tuán)隊(duì)目前還未涉足這個(gè)領(lǐng)域，只是專注于作物的病害防治與保護(hù)方面。
安全優(yōu)勢凸顯
對全世界各地的農(nóng)民來說，植物病蟲害都是一個(gè)巨大的難題。
由于現(xiàn)有技術(shù)還不能直接靶向作用于這些病蟲害，因此退而求其次，農(nóng)民們只能選擇培育抗蟲性品種（如果有的話），或者努力消滅那些可能傳播植物病毒的微生物，比如蚜蟲等等。
因此可以預(yù)見的是，一旦這種基因沉默抗病噴劑在田間試驗(yàn)上能夠取得與實(shí)驗(yàn)室里一樣的顯著效果，那么勢必會(huì)帶來巨大需求。“我們相信其商業(yè)化是可行的。”Mitter信心十足。
然而，這種基因沉默抗病噴劑想要真正走上商業(yè)化的道路，還必須克服一個(gè)繞不過去的障礙——成本問題。
雖然生產(chǎn)黏土納米粒子的成本十分低廉，但合成RNA的造價(jià)卻異常昂貴。幾年前，生產(chǎn)1克RNA就需要花費(fèi)超過10萬美元。即便是目前，RNA的成本依然維持在每克100~200美元。但是，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這一局面也正在迅速被改變。現(xiàn)在，Killmer的生物公司正致力于開發(fā)一種大規(guī)模生產(chǎn)RNA的技術(shù)，并有望將其成本降低至每克2美元以下。
另外，與常用殺蟲劑相比，基因沉默噴劑也更加安全。RNA不會(huì)被人體皮膚吸收，而且一旦進(jìn)入人體也會(huì)被快速降解掉。然而在此前，曾有研究聲稱人類通過食物攝取的一些植物的RNA已經(jīng)對人類基因產(chǎn)生了影響，然而后續(xù)開展的幾項(xiàng)研究沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)這種影響的任何證據(jù)。
“我完全沒有任何擔(dān)心”。在Baulcombe看來，RNA與黏土納米粒子的結(jié)合并不會(huì)帶來任何安全隱患。
除卻上述提及的安全優(yōu)勢，基因沉默技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其是通過改變RNA序列來產(chǎn)生效用，這就可能避免對非靶向生物造成影響，并盡可能地克服了大多數(shù)形式的抗性。
就目前來看，這項(xiàng)技術(shù)似乎還將自己和轉(zhuǎn)基因技術(shù)劃清了界線——至少眼下不少反轉(zhuǎn)陣營就紛紛表示了對這項(xiàng)即將到來的新技術(shù)的歡迎。“我接到有機(jī)作物種植者們打來的電話，他們希望我能夠抓緊時(shí)間推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。”Killmer說。
其實(shí)，基因沉默噴劑并不是這一方向上的“孤星”。其他生物學(xué)家也在探尋其他能夠改變植物性狀的噴劑，比如依靠植物信號(hào)分子原理等等�！�