中国农科院烟草所提出RNAi农药新思路，创制新型抗病毒绿色农药
2024/9/2 10:02:25
近日，中国农业科学院烟草病虫害绿色防控创新团队基于DNA自组装技术，结合CPP修饰和PDA-MSN包裹，开发一种智能响应酸性释放的siRNA纳米核酸抗病毒药物，为RNAi绿色农药的发展提出新思路、新方法。相关研究成果“A novel pH-responsive multi-component nanodelivery system with siRNA for plant disease mana
近日，中国农业科学院烟草病虫害绿色防控创新团队基于DNA自组装技术，结合CPP修饰和PDA-MSN包裹，开发一种智能响应酸性释放的siRNA纳米核酸抗病毒药物，为RNAi绿色农药的发展提出新思路、新方法。相关研究成果“A novel pH-responsive multi-component nanodelivery system with siRNA for plant disease management”发表在国际期刊《Chemical Engineering Journal》（IF2023=13.3）。
RNA干扰（RNAi）是植物中一种重要的抗病毒防御机制。在应用研究中，通常采用双链RNA（dsRNA）构建发夹结构转基因或通过病毒诱导基因沉默来降解目标基因，但这容易引发非特异性（脱靶）效应。相比之下，特异性小干扰RNA（siRNA）能更有效地触发RNAi并减少脱靶问题，但由于其易被降解的特点，其实际应用受到限制。
研究团队筛选并鉴定了能够靶向降解70-kDa热休克蛋白（HSP70）的特异性siRNA，以避免使用长片段dsRNA可能带来的对植物生长发育的不利影响。他们利用细胞穿透肽（CPP）修饰的自组装四面体DNA纳米结构（TDN）作为核心，以聚多巴胺杂化的介孔二氧化硅纳米颗粒（PDA-MSN）作为外壳，设计出一种尺寸约为130纳米的siRNA纳米递送系统，该系统能够实现分层释放。CPP修饰显著增强了siRNA在植物组织中的传输效率，而PDA-MSN则有助于保护siRNA免受体外降解，并能响应酸性环境释放药物。这些改进从提高递送效率和增强稳定性两方面提高了siRNA的有效利用率，从而有效降低了HSP70基因的表达水平，并进一步抑制了烟草花叶病毒（TMV）和马铃薯Y病毒（PVY）的感染。这项研究首次通过改善siRNA的稳定性和传递性能来提高其利用效率和抗病毒效果，为精准抑制和靶向防控病毒性疾病提供了新的基础框架。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155001
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