آفات و بیماری هادیدگاه

کاربردهای RNAi در کشاورزی

RNAi و کنترل حشرات: مهم‌ترین روش‌های انتقال RNA

پتانسیل تکنولوژی RNAi یا RNA مداخله‌گر به‌ طور گسترده برای کنترل آفات مورد بررسی قرارگرفته است. به‌کارگیری این فناوری در کنترل حشرات می‌تواند به‌عنوان رویکردی جدید، مهم و مؤثر محسوب گردد.


تکنولوژی RNA مداخله‌گر شامل استفاده از فرایند تجزیه مولکول RNA دو رشته‌ای در کاربردهای زیست‌فناورانه است. درواقع RNA مداخله‌گر، فرآیندی است که طی آن یک مولکول RNA دو رشته‌ای (dsRNA) از بیان ژن خاصی جلوگیری کرده و باعث خاموشی آن می‌شود. RNA مداخله‌گر به سه طریق خوراکی، تزریقی و آغشته سازی می‌تواند وارد بدن حشره گردد و نحوه ورود آن به سلول در موفقیت و کاربردی بودن این تکنیک، تأثیر بسزایی دارد.

انتقال dsRNA از طریق تزریق

انتقال  dsRNA از طریق تزریق در ابتدا توسط Fire و Mello در نماتد Caenorhabditis elegans مورداستفاده قرار گرفت. اولین آزمایش روش تزریق بر روی حشرات در سال 1998 در مگس سرکه برای کاهش بیان دو ژن به جنین در مرحله بلاستودرم انجام شد. پس‌ از آن برای آزمایش RNA مداخله‌گر در نماتد و حشرات، روش‌های ساده‌تر و ارزان‌تری مانند خوراکی و آغشته سازی استفاده شدند. اما هنوز هم روش تزریق بسیار کاربردی و کارآمد است.

این تکنیک در مقایسه با روش‌های دیگر انتقال dsRNA مزایا و مضرات خود را دارد. یک مزیت مهم این است که به محققان اجازه می‌دهد؛ dsRNA را بلافاصله به بافت موردنظر یا همولنف انتقال دهند. درصورتی‌ که با روش خوراکی، اپی‌تلیوم روده یه عنوان یک مانع عمل می‌کند و در روش آغشته سازی، پوشش بدن مانع است. مزیت دیگر این است که dsRNA به مقدار دقیق منتقل می‌شود. بااین‌حال، برخی معایب مهم نیز وجود دارد. این کار نسبت به گزینه‌های دیگر حساس‌تر و زمان‌برتر است. همچنین به بهینه‌سازی کامل نیاز دارد. عواملی مانند انتخاب سوزن، حجم مطلوب و محل تزریق بسیار مهم هستند و برای هر گونه­ از حشرات متفاوت است. به‌ عنوان‌ مثال در شته‌های A. pisum حجم تزریق در بقای پس از تزریق مهم است. بنابراین، این عوامل قبل از شروع هر آزمایش باید به‌دقت بهینه‌سازی شوند.

انتقال dsRNA از طریق دهان

انتقال خوراکی dsRNA به حشرات چندین مزیت دارد. بعضی از مزایای این روش عبارت‌اند از: صرفه‌جویی در نیروی کار، مقرون‌به‌صرفه بودن و  آسان بودن اجرا. همچنین، این روش برای غربالگری ژن­‌هایی با توان بالا به‌ویژه ژن­‌های کنترل آفات بسیار کاربرد دارد. مزیت دیگر این روش، کمتر تهاجمی بودن آن است. همچنین برای حشرات کوچک مانند شته­‌ها، لارو  و نمف­‌های سن اول و دوم عملی‌تر است. بااین‌حال این روش محدودیت‌هایی نیز دارد. به‌ عنوان‌ مثال انتقال خوراکی dsRNA برای القا RNA مداخله‌گر در نماتد C. elegans و حشره Rhodnius prolixus مؤثرتر از روش تزریق است. اما dsRNA خورده شده باهدف قرار دادن آمینوپپتیداز N  مخصوص روده موفق به القا RNA مداخله‌گر در شب پره Spodoptera litura نمی‌شود. این نشان می‌دهد، انتقال خوراکی dsRNA ممکن است برای همه گونه‌ها مناسب نباشد. علاوه بر این بهره‌وری RNA مداخله‌گر به‌وسیله dsRNA خوراکی بین گونه‌های مختلف به دلیل تفاوت‌­های محیط روده آن‌­ها، متفاوت است. ازاین‌رو، بهینه‌سازی غلظت استفاده‌شده از dsRNA به گیرنده RNA مداخله‌گر مهم است. محدودیت دیگر انتقال خوراکی dsRNA، مشخص کردن مقدار dsRNA در بدن حشره است. درواقع تعیین مقدار dsRNA درون حشرات که از طریق بلع وارد شده، دشوار است و می‌تواند بسیاری از تحقیقات را با شکست مواجه کند.

انتقال dsRNA از طریق آغشته‌سازی

در سال‌های اخیر، آغشته‌سازی موجودات به محلول dsRNA با استفاده از RNA مداخله‌گر خارج سلولی، به نظر می‌رسد که امیدبخش باشد. این روش به خاطر عملکرد مناسب، یک روش محبوب برای راه‌اندازی RNA مداخله‌گر است. اولین آزمایش آغشته سازی توسط Tabara و همکاران در سال 1998 گزارش‌ شده است. آن‌ها دریافتند که القای RNA مداخله‌گر به‌وسیله آغشته سازی نماتدهای C. elegans که در محلول dsRNA غوطه‌ور شدند امکان‌پذیر است. درواقع این تکنیک برای تجزیه‌ و تحلیل عملکرد ژن در مقیاس بزرگ با هدف القا RNA مداخله‌گر با توان بالا در این‌گونه استفاده‌ شده است.

بنابراین درحالی‌که مطالعات در مورد RNA مداخله‌گر برای درک بهتر عملکرد ژن و استراتژی کنترل آفات مبتنی بر RNA مداخله‌گر در حال افزایش است، بزرگ‌ترین چالش انتقال dsRNAها است. این بدین معنی است که رویکردهای مختلف انتقال، کاربردهای RNA مداخله‌گر را در گونه‌های مختلف و برای اهداف مختلف امکان‌پذبر می‌کنند. به‌عنوان‌مثال؛ روش تزریق می‌تواند dsRNA را به بافت‌های خاص و با مقداری که به‌ راحتی قابل‌ کنترل است منتقل کند. انتقال dsRNA از طریق تغذیه با محلول dsRNA در باکتری یا مواد غذایی، یک استراتژی پرتوان برای RNA مداخله‌گر است که غربالگری ژن‌های هدف را تسهیل نموده و امکان استفاده از این روش در عرصه را فراهم می‌کند.  

کوتاه‌ سخن آن که محققان معتقدند افزایش دانش ما در مورد RNA مداخله‌گر و انتقال dsRNA، در کنترل آفات بسیار مؤثر خواهد بودو یکی از حوزه‌های امیدبخش کنترل آفات در آینده است.

منبع
Insect Science
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

+ بیـست چهـار = بیـست هفـت

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن