环境负荷小，防治目标害虫的效果立竿见影，也不会产生耐药性。为了实现这样的农药，日本基础生物学研究所的新美辉幸教授与日本中部大学、名古屋大学和日本国立遗传学研究所组成的研究团队正在致力于将人工RNA用作农药。通过抑制防止细胞凋亡（细胞死亡）的基因功能，能在用药1天内抑制土豆害虫“茄二十八星瓢虫”进食，1周内害虫全部死亡。预计到2030年前后，“RNA农药”便能为食物供应提供保障。

被茄二十八星瓢虫啃食的土豆叶（图片由基础生物学研究所的新美辉幸教授提供）

RNA农药利用“RNA干扰”机制，抑制与DNA一起携带遗传信息的RNA的功能。利用DNA中的基因制造蛋白质时，基因信息会被复制到信使RNA中。RNA干扰机制就是投入与信使RNA结合的人工RNA来干扰基因表达，无需进行基因重组即可抑制目标基因的功能。

研究团队此次瞄准了抑制细胞凋亡的基因“DIAP1”。DIAP1是生存所必须的基因，从制造蛋白质到消失的时间比较短，不会长时间留在体内，因此研究团队认为，抑制该基因的功能可立即见效。

研究团队合成了可以与“DIAP1”结合的人工RNA，向茄二十八星瓢虫的三龄幼虫喂食了8纳克（1纳克为10亿分之1克）。然后投喂土豆叶确认，幼虫在24小时内停止进食，而且停止了生长，没有蜕皮变成四龄幼虫，3天后开始死亡。

喂食50纳克的话，2天后就开始死亡。喂食两种剂量后，瓢虫在6天内全部死亡。如果不喂食人工RNA，幼虫会持续啃食土豆叶，2～4天后蜕皮，10天后变成虫蛹。

研究团队还利用其它昆虫调查了人工RNA的效果。为异色瓢虫和双斑蟋喂食与茄二十八星瓢虫相同的人工RNA后确认，这两种昆虫都存活了下来。研究团队认为，人工RNA对生物种类存在特异性。

国际上也在推进RNA农药的研究。比如有将“v-ATPase”基因作为人工RNA靶基因的研究等。v-ATPase位于细胞膜，能制造负责运输的蛋白质，为很多重要的生命活动提供了支撑。不过，为茄二十八星瓢虫投喂抑制v-ATPase的人工RNA并不能抑制其进食。

通过抑制“DIAP1”，有望快速阻止茄二十八星瓢虫造成的虫害。详细的作用机制预定今后继续研究，此外还将调查对其他害虫以及非目标动植物的影响等，检验特异性和安全性。

研究团队还打算研究驱虫需求比较高的其他害虫。包括栖息在冲绳、专门啃食番薯根的害虫“甘薯蚁象”，以及在欧美造成严重虫害的啃食土豆叶的“科罗拉多金花虫”等。负责实验的基础生物学研究所的千头康彦充满期待地表示：“这些昆虫与茄二十八星瓢虫都属于鞘翅目，效果应该会很好。”

法律制定及低成本化课题

RNA干扰现象已被用于转基因植物的开发中。美国利用RNA干扰现象开发了不容易发生虫害的转基因植物，已获得许可。RNA农药的优点是无需进行这种基因重组。

与现有的化学农药相比，RNA农药有望实现高安全性。人工RNA是由与体内的物质相同的物质构成的。是否会引起RNA干扰因生物种类而异。研究人员认为，RNA农药仅在目标害虫体内发生RNA干扰，不容易影响其他动植物。

一些害虫容易对化学农药产生耐药性。而RNA农药利用的是生物体不可或缺的机制，因此不容易出现耐药性昆虫。

2007年，美国等的国际研究团队首次通过实验证明了RNA农药的有效性。之后，相关论文数量不断增加。

实用化面临的课题是需要制定允许使用RNA农药的法律。目前日本在这方面尚未取得进展。从国际上来看，2019年经济合作与发展组织（OECD）举行了制定RNA农药实用化指南的会议，关于监管方式的讨论才刚刚开始。另一个课题是需要削减成本，要研究以低成本增加人工RNA的方法。

日文：藤井宽子，《日经产业新闻》，2020年10月9日
中文：JST客观日本编辑部