我国RNA生物农药研究进入快车道
RNA干擾(RNA interference,RNAi)機制自1998年發現以來,已經被廣泛應用于基因功能、生物醫藥以及農作物病蟲害防控等領域。RNAi技術通過特異性抑制靶標基因的表達,導致與目標基因相關的生理功能缺失,或形成功能缺陷,從而對靶標基因功能進行分析研究,尤其是在基因敲除、基因編輯平臺不太成熟的非模式物種中,該技術極具優勢。
在農業領域,RNAi技術同樣被高度關注,尤其是在病蟲害防控領域,被稱為“農藥史上的第三次革命”。利用RNAi技術沉默有害生物生長發育過程中重要基因的表達,導致其生長發育障礙或者死亡,從而降低有害生物對農作物的侵害,實現病蟲害防治,達到農作物安全生產的目的。利用RNAi技術進行病蟲害防治具有防治目標專一性、靶標開發的便捷性、應用方便易于操作、綠色無污染、無殘留及環境兼容性強等眾多優勢,完全符合公眾對于綠色農藥的需求。在RNA生物農藥研發領域,目前已經有產品上市或準備上市。拜耳公司的第一款表達昆蟲雙鏈RNA(double-strand RNA,dsRNA)的抗蟲轉基因玉米于2017年獲得美國環境保護署(U.S. Environmental Protection Agency,EPA)的種植許可,2021年獲得中國農業農村部轉基因安全許可證書;2023年12月,GreenLightBiosciences的Calantha成為首個基于RNA的生物殺蟲劑,榮獲美國EPA批準。
我國在RNA生物農藥研發最早在2007年,中國科學院上海生命科學研究院陳曉亞院士團隊與孟山都公司同步作出了具有里程碑意義的研究成果,隨后大量的研究團隊在這一領域進行了各個層面的深入研究。如中國農業科學院植物保護研究所王桂榮團隊針對棉花害蟲綠盲蝽(Apolygus lucorum)構建了植物介導的RNAi轉基因玉米與大豆系統;中國農業大學沈杰團隊通過納米包被技術顯著提高了dsRNA的穩定性,進而提高昆蟲RNAi效率。同時,由于國內RNA農藥企業應運而生,截至2024年5月,我國基于RNAi技術的生物農藥企業,硅羿科技(上海)有限公司/上海植生優谷生物技術有限公司都在RNA取得進展,其中上海交通大學唐雪明教授于2017年創辦的硅羿科技(上海)有限公司,于2021年通過全國農藥標準化委員會審核,獲得了4張RNA生物農藥——“核酸干擾素”命名函,并持續獲得8張命名函,建立了100余種病蟲草害的靶點數據庫和AI算法平臺,在研多條管線,其主要為針對煙草花葉病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的核酸干擾素,硅羿科技參與制定的T/CCPIA 241—2024《煙草花葉病毒核酸干擾素母藥》成為全球首個RNA農藥的產業化標準。2024年4月,主持成立了我國首個RNA生物農藥的創新產業聯盟。
從中國農藥工業協會了解到,今年有新的5項RNA標準立項,而且越來越多的科研機構和企業在RNA生物農藥領域展開合作,標志著我國RNA農藥發展進入了快車道。