每一年，《Science》杂志（《科学》杂志）的编辑团队都会评选出年度十大科学突破，其中包括一项科学突破冠军奖以及九项科学突破入围奖。它们是这一年中最重大的科学发现、科学进展和趋势。

2024年12月12日，“RNA杀虫剂用于农田”入选2024 Science年度十大科学突破（2024 Breakthrough of the Year）。

2024年度十大科学突破

       ❖ 长效HIV预防针剂

❖ 利用免疫细胞治疗自身免疫疾病

       ❖ 詹姆斯·韦伯空间望远镜探测宇宙起源

       ❖ RNA杀虫剂用于农田

       ❖ 固氮细胞器的发现增添了进化论的转折点

       ❖ 一种新磁性的发现

       ❖ 古代真核生物的多细胞性很早就出现了

❖ 地幔波动能影响大陆轮廓的形成

       ❖ 星舰着陆成功实现“筷子夹住火箭”

       ❖ 远古DNA揭示家族纽带”

       这十大科学突破代表了2024年中最重大的科学发现、科学进展和趋势。

RNA杀虫剂用于农田

Erik Stokstad

杀虫剂是一把双刃剑，在消灭害虫的同时也可能对非目标生物造成伤害。今年，美国国家环境保护局（EPA）批准了可能的解决方案：一种基于RNA的杀虫喷雾剂Calantha™（有效成分：Ledprona），针对特定害虫的基因进行了精准设计。支持者认为，这种新的、精确的方法将比现有的化学杀虫剂更安全，并且可能对许多害虫有效。第1种RNA杀虫剂产品针对的是马铃薯叶甲，这种甲虫已经对现有化学药剂产生了抗药性，每年在全球范围内造成5亿美元的农作物损失。

Calantha™由GreenLight Biosciences公司发明，它干扰了甲虫特有的基因。当幼虫咀嚼其喷洒过的叶子时，RNA杀虫剂会阻断一种关键蛋白的表达，它们在几天内就会死亡。这种机制被称为RNA干扰（RNAi），是大多数细胞用来调节基因表达和保护自己免受病毒侵害的自然过程。

在2007年发现双链RNA可以穿过昆虫的肠道内壁并有效杀死它们后，研究人员试图将RNAi变成对抗树皮甲虫、蚊子和其他昆虫的武器。

       一种转基因玉米于2023年上市，该品种可以通过制造自己的RNA来杀死玉米根虫。GreenLight现在正开发另一种杀虫剂来杀死瓦螨，这是一种臭名昭著的蜂巢祸害。

研究人员现在希望采用RNAi来杀死飞蛾和其他鳞翅目昆虫，其中包括一些最具破坏性的农作物害虫，例如小菜蛾和草地贪夜蛾。然而，与甲虫不同的是，鳞翅目动物的肠道酶很容易在RNA伤害它们之前将其破坏。一个可能的答案是将RNA包裹在一个微小的保护壳内，这已成为一个热门的研究领域。

昆虫和其他害虫因其对毒素抗性的快速进化而臭名昭著，研究人员想知道自然选择需要多长时间才能挫败RNA杀虫剂。实验室测试显示，如果暴露于足够高的剂量，马铃薯叶甲和玉米根虫可以进化出对RNA的抗性。就像所有试图挑战自然的发明一样，必须负责任地使用RNA杀虫剂以保持其有效性。

与目前的商业杀虫剂不同，基于RNA干扰的杀虫剂针对特定的害虫

Edwin Remsberg/VWPics via AP Images

https://www.science.org/content/article/breakthrough-2024#section_eukaryotes