近日，中國農(nóng)業(yè)科學院煙草病蟲害綠色防控創(chuàng)新團隊基于DNA自組裝技術，結合CPP修飾和PDA-MSN包裹，開發(fā)一種智能響應酸性釋放的siRNA納米核酸抗病毒藥物，為RNAi綠色農(nóng)藥的發(fā)展提出新思路、新方法。相關研究成果“A novel pH-responsive multi-component nanodelivery system with siRNA for plant disease management”發(fā)表在國際期刊《Chemical Engineering Journal》（IF2023＝13.3）。

RNAi是植物重要的抗病毒機制，在應用研究中，通常利用dsRNA構建發(fā)夾結構轉基因或病毒誘導基因沉默的方式對靶向基因進行降解，極易存在脫靶現(xiàn)象。而特異性siRNA可以有效觸發(fā)RNAi，降低脫靶問題，但其易降解的特性導致其利用率低下和使用受限等問題亟需解決。

該團隊挖掘鑒定了靶向降解70-kDa熱休克蛋白（HSP70）的特異性siRNA，避免長片段dsRNA盲目脫靶對植物生長發(fā)育造成的負面影響。以細胞穿梭肽（CPP）修飾的自組裝形成的四面體DNA框架結構（TDN）為核心，以聚多巴胺雜化介孔二氧化硅納米顆粒（PDA-MSN）為外殼，開發(fā)了一種尺寸約為130 nm的分層釋放的siRNA納米遞送系統(tǒng)。CPP對TDN的修飾極大提高了siRNA在植物組織內(nèi)穿梭效率，PDA-MSN減緩了siRNA在體外易降解問題，并智能響應酸性釋放藥物，從提高遞送效率和減緩降解兩個方面增加了siRNA的利用效率，有效地降低HSP70基因表達，進而抑制TMV和PVY感染。該研究首次從提高siRNA穩(wěn)定性以及穿梭性兩個角度提高siRNA利用效率和抗病毒效果，為病毒病精準抑制與靶向防控提供基礎架構。

煙草所2023屆碩士畢業(yè)生丁程瀛為第一作者，楊金廣研究員為通訊作者。該研究得到煙草綠色防控重大科技項目、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程、山東省自然科學基金、青島市科技惠民等項目資助。