尽管转基因作物比普通作物有一些很大的优势，但最初创造转基因植物可能非常具有挑战性。科学家们现在已经开发出一种更简单的方法，在这种方法中，用一种喷洒在农作物上的喷雾剂改变正常植物。
农业植物通常经过基因改造，以提高产量、减少用水量或增强对病虫害的抵抗力。然而，成功实施这种修改确实需要大量的时间和金钱，而且许多人对食用收获的植物(或用它们制成的食物)持怀疑态度。
在研究员 Masaki Odahara 的带领下， RIKEN 可持续资源科学中心的一个团队着手开发一种更简单的替代方案，以提供相同的结果。
更具体地说，科学家们希望创造出可以喷洒到农作物上的生物活性分子，它们将进入植物细胞并抑制或触发特定基因的活性。
科学家们寻找的首批候选者之一是被称为细胞穿透肽(CPP)的氨基酸链。先前的研究表明，此类肽能够将分子传递到植物细胞内的结构中，例如进行光合作用的叶绿体。
为了确定哪种肽效果最好，研究人员用黄色荧光信号标记了多种天然和合成的 CPP，然后将这些 CPP 喷洒到水芹、大豆和西红柿的叶子上。当随后使用共聚焦激光扫描显微镜对叶子进行成像时，发现有几种肽特别成功地渗入了它们的细胞，导致它们发出黄色荧光。
额外的实验表明，称为质粒的 DNA 片段——通常用于将外源基因转移到植物等生物体中——可以在附着在喷洒的 CPP 上后被携带到植物的叶子中。其他附着的生物分子导致叶子暂时形成更多的孔隙，从而吸收更多的喷雾。
最后，科学家们将注意力转向了一种经过基因改造(以传统方式)以在其叶子中过度表达黄色荧光的植物。通过将干扰该活性的 RNA 附着到CPP 上，然后将该 CPP 喷洒到植物的叶子上，研究人员成功地使黄色荧光静音。
“通过喷雾传递的生物活性分子可以有效地改善作物在经济上理想的质量特性，”小田原说。“我们的下一步是提高输送系统的效率。最终，我们希望这个系统可以用来安全地保护作物免受寄生虫或其他有害因素的侵害。”
一篇关于这项研究的论文最近发表在ACS Nano杂志上。
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