環境負荷小，防治目標害蟲的效果立竿見影，也不會產生抗藥性。爲了實施這樣的農藥，日本基礎生物學研究所的新美輝幸教授與日本中部大學、名古屋大學和日本國立遺傳學研究所組成的研究團隊正在致力於將人工RNA用作農藥。透過抑制防止程式性細胞死亡（細胞死亡）的基因功能，能在用藥1天内抑制馬鈴薯害蟲「茄二十八星瓢蟲」進食，1周内害蟲全部死亡。預計到2030年前後，「RNA農藥」便能爲食物供應提供保障。

被茄二十八星瓢蟲啃食的馬鈴薯葉（圖片由基礎生物學研究所的新美輝幸教授提供）

RNA農藥利用「RNA干擾」機制，抑制與DNA一起攜帶遺傳資訊的RNA的功能。利用DNA中的基因製造蛋白質時，基因資訊會被克隆到傳訊RNA中。RNA干擾機制就是投入與傳訊RNA結合的人工RNA來干擾基因表現，無需進行基因重組即可抑制目標基因的功能。

研究團隊此次瞄準了抑制程式性細胞死亡的基因「DIAP1」。DIAP1是生存所必須的基因，從製造蛋白質到消失的時間比較短，不會長時間留在活體內，因此研究團隊認爲，抑制該基因的功能可立即見效。

研究團隊合成了可以與「DIAP1」結合的人工RNA，向茄二十八星瓢蟲的三齡幼蟲餵食了8納克（1納克爲10億分之1克）。然後投餵馬鈴薯葉應答，幼蟲在24小時内停止進食，而且停止了成長，沒有蛻皮變成四齡幼蟲，3天后開始死亡。

餵食50納克的話，2天后就開始死亡。餵食兩種劑量後，瓢蟲在6天内全部死亡。如果不餵食人工RNA，幼蟲會持續啃食馬鈴薯葉，2～4天后蛻皮，10天后變成蟲蛹。

研究團隊還利用其它昆蟲調查了人工RNA的效果。爲異色瓢蟲和雙斑蟋餵食與茄二十八星瓢蟲相同的人工RNA後應答，這兩種昆蟲都存活了下來。研究團隊認爲，人工RNA對生物種類存在獨特性。

國際上也在推進RNA農藥的研究。比如有將「v-ATPase」基因作爲人工RNA靶基因的研究等。v-ATPase位於細胞膜，能製造負責運輸的蛋白質，爲很多重要的生命活動提供了支撐。不過，爲茄二十八星瓢蟲投餵抑制v-ATPase的人工RNA並不能抑制其進食。

透過抑制「DIAP1」，有望快速阻止茄二十八星瓢蟲造成的害蟲。詳細的作用機制預定今後繼續操作研究，此外還將調查對其他害蟲以及非目標動植物的影響等，檢驗獨特性和安全。

研究團隊還打算研究驅蟲需求比較高的其他害蟲。包括棲息在沖繩、專門啃食番薯根的害蟲「地瓜蟻象」，以及在歐美造成嚴重害蟲的啃食馬鈴薯葉的「科羅拉多金花蟲」等。負責實驗的基礎生物學研究所的千頭康彥充滿期待地表示：「這些昆蟲與茄二十八星瓢蟲都屬於鞘翅目，效果應該會很好。」

法律制定及低成本化課題

RNA干擾現象已被用於轉基因植物的開發中。美國利用RNA干擾現象開發了不容易發生害蟲的轉基因植物，已獲得許可。RNA農藥的優點是無需進行這種基因重組。

與現有的化學農藥相比，RNA農藥有望實施高安全。人工RNA是由與活體內的物質相同的物質構成的。是否會引起RNA干擾因生物種類而異。研究人員認爲，RNA農藥僅在目標害蟲活體內發生RNA干擾，不容易影響其他動植物。

一些害蟲容易對化學農藥產生抗藥性。而RNA農藥利用的是生物體不可或缺的機制，因此不容易出現抗藥性昆蟲。

2007年，美國等的國際研究團隊首次透過實驗證明瞭RNA農藥的有效性。之後，相關論文數量不斷增加。

實用化面臨的課題是需要制定允許使用RNA農藥的法律。目前日本在這方面尚未取得進展。從國際上來看，2019年經濟合作與發展組織（OECD）舉行了制定RNA農藥實用化指南的會議，關於監管方式的討論才剛剛開始。另一個課題是需要削減成本，要研究以低成本增加人工RNA的方法。

日文：藤井寬子，《日經產業新聞》，2020年10月9日
中文：JST客觀日本編輯部