革命性RNA防護技術:對抗農作物病毒的新希望
馬丁路德大學的研究團隊近日發表了一項突破性的研究成果,他們開發出一種基於RNA的防護劑,能有效對抗農業中極具破壞性的「黃瓜嵌紋病毒」(CMV)。這種病毒廣泛影響超過1,200種植物,包括南瓜、黃瓜、穀物及藥用植物等重要作物,並透過蚜蟲迅速傳播,導致植物生長受阻,果實無法銷售。目前,市場上尚未有針對CMV的治療方法,但這項新技術有望改變現狀。
這項技術的核心在於利用植物的天然免疫系統,透過RNA分子增強其對抗病毒的能力。在實驗室測試中,即使面對高病毒量,80%至100%的處理植物仍能存活。研究團隊將這些高效的RNA分子組合成「高效雙鏈RNA分子」(edsRNAs),這些分子進入植物細胞後,會迅速分解成具有保護作用的小幹擾RNA(siRNAs),並在病毒的多個位點進行攻擊,大幅提升防護效果。
研究團隊的負責人、馬丁路德大學生物化學與生物技術研究所的Sven-Erik Behrens教授解釋道:「RNA病毒如CMV之所以危險,是因為它們能夠快速演化。此外,CMV的基因組由三個獨立部分組成,這些部分可能混合,進一步增加新突變的機會。因此,我們的活性成分針對病毒基因組的不同部分,以達到最大保護效果。」
團隊還最佳化了篩選高效siRNA的流程,並能在兩到四周內針對新的病毒突變進行調整。Behrens教授強調:「時間是一個重要因素,當新的病毒變種出現時,我們可以迅速調整活性成分。」這項技術不僅適用於CMV,未來也可能應用於其他病原體和害蟲。
目前,這些RNA物質在實驗室中透過注射或塗抹於葉片的方式進行測試。團隊正與藥劑學專家Karsten Mäder教授合作,致力於提高這些RNA物質的耐久性,並開發更易於應用的方式,例如噴灑。同時,研究人員也計劃進行田間試驗,並與企業討論未來的工業化生產。然而,由於新產品仍需經過審批流程,因此距離市場化還有一段時間。
儘管如此,研究團隊對這項技術的前景充滿信心。Behrens教授表示:「我們相信這個方法是可行的。美國最近已批准了首個基於RNA活性成分的作物保護產品。」這項研究不僅為農業提供了新的防護手段,也為未來對抗其他病毒和病原體奠定了基礎。
這項研究由德國研究基金會(DFG)、聯邦教育與研究部(BMBF)以及薩克森-安哈特州資助,並被《核酸研究》期刊選為突破性文章,進一步凸顯了其重要性。