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）。
RNAi是植物重要的抗病毒机制，在应用研究中，通常利用dsRNA构建发夹结构转基因或病毒诱导基因沉默的方式对靶向基因进行降解，极易存在脱靶现象。而特异性siRNA可以有效触发RNAi，降低脱靶问题，但其易降解的特性导致其利用率低下和使用受限等问题亟需解决。
该团队挖掘鉴定了靶向降解70-kDa热休克蛋白（HSP70）的特异性siRNA，避免长片段dsRNA盲目脱靶对植物生长发育造成的负面影响。以细胞穿梭肽（CPP）修饰的自组装形成的四面体DNA框架结构（TDN）为核心，以聚多巴胺杂化介孔二氧化硅纳米颗粒（PDA-MSN）为外壳，开发了一种尺寸约为130 nm的分层释放的siRNA纳米递送系统。CPP对TDN的修饰极大提高了siRNA在植物组织内穿梭效率，PDA-MSN减缓了siRNA在体外易降解问题，并智能响应酸性释放药物，从提高递送效率和减缓降解两个方面增加了siRNA的利用效率，有效地降低HSP70基因表达，进而抑制TMV和PVY感染。该研究首次从提高siRNA稳定性以及穿梭性两个角度提高siRNA利用效率和抗病毒效果，为病毒病精准抑制与靶向防控提供基础架构。
烟草所2023届硕士毕业生丁程瀛为第一作者，杨金广研究员为通讯作者。该研究得到烟草绿色防控重大科技项目、中国农业科学院科技创新工程、山东省自然科学基金、青岛市科技惠民等项目资助。
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