通常情況下,RNA在細(xì)胞中以單鏈的形式存在,雙鏈RNA(dsRNA)是一種特殊形式。如果用特異的雙鏈RNA喂食害蟲(chóng),雙鏈RNA可以被害蟲(chóng)的腸子吸收,然后被害蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)的核酸酶切割成小的干擾RNA(siRNA),可以干擾與之序列一致的害蟲(chóng)基因的正常功能,從而殺死害蟲(chóng)。所以雙鏈RNA被認(rèn)為是一種非常特異的"殺蟲(chóng)劑"。但是如果在植物核基因組中直接轉(zhuǎn)入雙鏈RNA,卻不能很好的起到抗蟲(chóng)的作用。因?yàn)橹挥虚L(zhǎng)度大于60個(gè)堿基對(duì)(bp)的雙鏈RNA才能被害蟲(chóng)吸收,而雙鏈RNA在植物體內(nèi)就被植物的核酸酶切割成了21bp的小片段。
德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),植物的葉綠體中沒(méi)有切割雙鏈RNA的核酸酶,可以作為一種很好的載體。研究人員把馬鈴薯甲蟲(chóng)生長(zhǎng)必需的β-肌動(dòng)蛋白基因作為目標(biāo)基因,將特異的雙鏈RNA轉(zhuǎn)入馬鈴薯的葉綠體,這種"轉(zhuǎn)葉綠體"的馬鈴薯有明顯的抗蟲(chóng)效果。用這種馬鈴薯的葉片喂食甲蟲(chóng)的幼蟲(chóng),5天之后所有的幼蟲(chóng)全部死亡。研究人員還發(fā)現(xiàn),如果用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因策略,將同樣的雙鏈RNA轉(zhuǎn)入馬鈴薯的核基因組,則完全不能使馬鈴薯有抗蟲(chóng)效果。
研究人員認(rèn)為這種"轉(zhuǎn)葉綠體"的方法,將會(huì)成為生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物的一種新策略。以后的轉(zhuǎn)基因作物不必再轉(zhuǎn)入外源的蛋白質(zhì),而只需要在葉綠體或者其他質(zhì)體里轉(zhuǎn)入雙鏈RNA,從而可以特異性的干擾不同害蟲(chóng)的不同基因,影響害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育。