團(tuán)隊(duì)霧化蚜蟲以擊倒基因表達(dá)

研究人員正在用RNA模擬大豆蚜蟲，當(dāng)它摻入體內(nèi)時(shí)，會(huì)阻礙特定基因的表達(dá)。研究人員在昆蟲分子生物學(xué)雜志上報(bào)告說，在霧中傳遞“干擾RNA”的新方法可能會(huì)加速發(fā)現(xiàn)昆蟲中許多神秘基因的功能。這項(xiàng)新技術(shù)首次嘗試使用略有不同的方案對(duì)蜜蜂進(jìn)行單獨(dú)研究，這是對(duì)其他方法的巨大改進(jìn) - 例如，注射RNA，這對(duì)于使用花粉粒大小的生物來說非常具有挑戰(zhàn)性，研究人員說。他們說，了解基因的功能是開發(fā)控制害蟲的新方法的關(guān)鍵。

大豆蚜蟲，大豆蚜蟲，是在東部和東南部地區(qū)的原生境相對(duì)較晚美國。蚜蟲于2000年首次在威斯康星州發(fā)現(xiàn)，迅速蔓延到美國中西部的大部分地區(qū)，并進(jìn)入加拿大東部。研究發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重的蟲害可導(dǎo)致產(chǎn)量損失40%或更多。

“不同種群的大豆蚜蟲在克服大豆防御能力方面存在差異，”伊利諾伊大學(xué)昆蟲學(xué)教授Allison Hansen說，他與研究生Margaret Thairu一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)新研究。“如果你可以擊倒某些基因 - 例如讓它們表達(dá)更少的某種蛋白質(zhì) - 它就更容易發(fā)現(xiàn)它們的功能，”漢森說。“這可以提供有助于開發(fā)新的病蟲害防治系統(tǒng)的信息。”

將RNA引入動(dòng)物體內(nèi)可以抑制特定基因的表達(dá)。漢森說，這有時(shí)比完全敲除基因更可取，這可能會(huì)殺死動(dòng)物。

Thairu說，中斷蛋白質(zhì)構(gòu)建機(jī)制有助于科學(xué)家了解個(gè)體基因的作用。她通過系統(tǒng)地拉出發(fā)動(dòng)機(jī)部件并觀察結(jié)果來比較它，以確定汽車，卡車或火車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。“我們?nèi)〕龌鸹ㄈ?，看看?huì)發(fā)生什么，”她說。“這輛車開了嗎?火車是否會(huì)繼續(xù)行駛?”

但是將RNA變成蚜蟲的身體并非易事。常用技術(shù)包括注射RNA，或在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)植物以在其組織中產(chǎn)生RNA并使昆蟲以其為食。在后一種情況下，RNA通常在昆蟲的腸道中降解，從而使其有效性最小化。

這兩種方法都很繁瑣，昂貴且效率低下。漢森說，因此，許多像蚜蟲這樣的吸食昆蟲的基因發(fā)現(xiàn)過程已經(jīng)放慢了速度。

“我們擁有所有這些基因組數(shù)據(jù)，我們不知道該怎么做，”她說。“人們迫切希望得到一些有用的東西。”

“通過霧化RNA，我們可以直接將其遞送到目標(biāo)組織，”Thairu說。

研究人員用與納米顆粒結(jié)合的微小RNA液滴霧化了蚜蟲。他們把昆蟲放在一個(gè)小房間里，然后用混合物浸泡它們。

“他們看起來并不高興，因?yàn)樗麄儾幌矚g水，”漢森說。“他們看起來像傷心的濕狗。”

研究人員表示，蚜蟲在返回寄主植物后會(huì)振作起來。

研究人員發(fā)現(xiàn)，用納米粒子結(jié)合的RNA霧化大豆蚜蟲似乎阻斷了特定靶基因的功能，稱為“bcat”。該基因在分支鏈氨基酸的降解 - 也可能是合成 - 中起作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，暴露于bcat的RNA的成蟲顯著小于未暴露的同伴，并且比僅暴露于納米顆粒的昆蟲小。使用RNA涂覆的納米顆粒似乎通過稱為氣管的昆蟲體內(nèi)的微小呼吸管來改善RNA的攝取。

然而，相同的技術(shù)似乎不適用于其他蚜蟲物種。當(dāng)針對(duì)不同的基因時(shí)，它也未能產(chǎn)生變化。

漢森稱新的研究結(jié)果證明了霧化技術(shù)可以成功的概念 - 至少在一些像蚜蟲這樣的吸食性昆蟲中，這是眾所周知難以使用的。

“這種方法將推動(dòng)我們的領(lǐng)域向前發(fā)展，特別是對(duì)于其他技術(shù)不足的昆蟲，”她說。

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