《自然-生物技术》：RNAi用于植物防治

《自然-生物技术》：RNAi用于植物防治

　　

生物通综合：来自孟山都公司（Monsanto Company）和Devgen公司（Devgen N.V., Technologiepark ）的研究人员开发了一条创新且精确的途径来防治作物害虫，该方法以一项荣获诺贝尔奖的发现的创新应用为模型。该技术预计将为农民提供一种保护作物产量的新型种子内选择，并为支持满足全球日益增长的食品、饲料和燃料需求的农业使命提供了又一个工具。

双方的研究成果出版在同行评议的科学期刊《NatureBiotechnology》的11月刊上。

RNA干涉广泛存在于植物、动物等真核生物中，与基因本身及转录并无任何关系，属于转录后水平的基因沉默机制。Djikeng 与Fjose 等研究表明，无脊椎动物和植物中的RNA 干涉具有抑制侵入宿主体内的病毒和转座子，减弱和清除其基因毒性的作用 。转基因植物中出现的基因沉默作用也是宿主细胞通过RNA 干涉而实现的自我保护反应 。动物基因组对自私DNA(selfish DNA) ，例如病毒和转座元(transposon)的入侵和转录异常的抑制也是通过RNA 干涉实现的，因为在一般情况下生物体内不会产生双链RNA。当病毒或转座元等外来遗传物质侵入时，由于它们自身生活周期的需要，才会产生双链异常RNA(aberrant RNA) 或称为无赖RNA ( rogue RNA) 。生物体可能是在进化过程中形成了RNA 干涉等防卫机制来抵御外来遗传物质的寄生。

RNA干扰是一种新发现的基因调控机制，已被广泛用于研究基因功能。在这篇文章中，研究人员利用植物表达与昆虫特定基因匹配的双链RNA分子，当昆虫取食这类植物后，其靶基因的表达被明显降低。该研究组以棉花和棉铃虫为研究对象。因为棉花中有一种主要毒素叫棉酚，它对大多数生物体有毒性。但棉铃虫对它有抗性，它以棉花为食物，为自己提供养料。

在这篇文章中，研究人员开发出了RNAi的创新应用，让人们能够更好地防治那些以作物为食以及影响作物产量的害虫。孟山都执行副总裁兼首席技术官RobertT.Fraley博士表示：“总的说来，RNA干扰是非常具有前途的改善作物的方法。鉴于其特异性，这种振奋人心的技术能够为我们提供植物科学领域的帮助，而之前这几乎是不可能的。”

Devgen首席执行官ThierryBogaert表示：“该技术能够有效控制非常特殊的植物害虫。这是作物防治领域的突破。”

这项研究预计将让科学人员能够利用细胞的自然能力调控蛋白质生产能力并将其应用到生产植物害虫防治农药中去。孟山都科学人员正致力于将这种具有发展前途的RNAi应用融入该公司未来的玉米害虫防治项目中。

原文摘要：
Nature Biotechnology
Published online: 4 November 2007 | doi:10.1038/nbt1359
Control of coleopteran insect pests through RNA interference
『Abstract』

附：
孟山都公司 （Monsanto Company）

　　所属国家：美国
　　电子信箱（E-mail）： EMAIL，[e-mail]
　　董事长兼总裁：罗伯特·夏皮罗（Robert B. shapiro）
　　化工公司董事长兼总裁：罗伯特·波特（Robert G. potter）
　　资产总值（1996年底）： 111.91亿美元
　　销售额（1996年）： 92．62亿美元
　

　　孟山都公司是居美国第五位的大型化学公司，主要制造和销售农用化学品、化工产品、医用药品、食品添加剂和工艺控制设备及各种特种材料等，其股票在阿姆斯特丹、布鲁塞尔、法兰克福、日内瓦、苏黎士、伦敦、纽约、芝加哥、巴黎和东京等地上市。公司总部设在美国密苏里州的圣鲁易斯。

一、发展简史
　　1901年，约翰．奎尼（John F .Queeny）在密苏里州圣路易斯建立孟山都化工厂，该厂以其妻子的名字命名，首期资金是自己微薄的存款和借来的5000美圆，用于购买旧设备、聘用一名瑞士化学家、雇佣三名工人生产糖精。
　　1917年孟山都收购位于伊利诺斯州的商业酸类公司，并使之成为向总厂提供原料的工厂。1923年孟山都开始在中国销售产品。20年代后期开始生产肥料和轮胎用碳黑，30年代发展石油化工和塑料工业。1964年购进费希尔控制件公司，1974年收购奥林匹亚工业公司（生产人造纤维）。1976年建立孟山都化学中间体公司，1979年成立费希尔控制国际公司，该公司是国际著名的工艺控制和电脑辅助设备及其服务的供应商。　　　　1985年收购G.D.Searle医药公司及其食品添加剂营业部。1986年公司重新调整，孟山都化工公司成立，并成为孟山都公司的重要经营单位，孟山都公司发展成五家高度自营的公司集合体，在24个国家拥有90余家生产厂，制造、销售1000多种产品，在世界各地设立150多个市场代表机构和销售部门。
　　1996年底，公司董事会批准了一项分离化工业务计划，孟山都公司从此一分为二，即新的生命科学公司和更为传统的化工公司，公司将致力于实行从传统的化学工业公司到一个面向未来的高科技农业、食品以及保健工业公司的转变。新的生命科学公司将有19000名员工，主要业务包括农用产品、药品和食品添加剂部分，产品有"农达" （ ROundup ）除草剂、抗农达的大豆、抗虫害的棉花、"纽特"甜味剂（NutraSweet ）、治疗关节炎和失眠症的药品等。剥离后的化工公司将有9000名员工，主要产品有尼龙和丙烯酸纤维、用于玻璃的Saflex塑料夹层、含磷化合物、聚合物改性剂、热传导流体、水处理药剂及其他特种化学品。

二、组织机构
　　孟山都公司由于1996年底通过了公司重组的计划，预计在1998年底将出现重组后的两个公司，即生命科学公司和化工公司。以下是孟山都公司目前的组织机构。

三、经营状况
　　1．规模
　　1996年是孟山都公司的转折之年，也是财务状况最好的一年。1996年公司总销售收入达92.62亿美元，比1995年增加3％，净利润为3.85亿美元。若将1996年由于化工业务分离和其他策略所用开销（税后5亿美元或每股0．84美元）和1995年非经常性利润（税后0．11亿美元或每股0.02美元）计算在内，公司净收入为8．85亿美元，超过最好年份1995年的22％，每股盈利达148美元。1996年孟山都公司净销售额的增长主要来自于农用产品和药品。其中农用产品主要是"农达"系列除草剂，药品主要是快速治疗失眠症的Ambien牌药品和治疗关节炎的Daypro与Arthrotec牌药品。化工部门的销售温和增长，食品添加剂"纽特"牌甜味剂销势强劲。 1996年孟山都公司分部门和分地区业务情况见表1和表2。
　　2．业务分布
　　（1）农用产品：孟山都公司的农用产品位居世界领先地位，主要采用生物技术开拓农作物市场和除草剂产品。这些产品能提高农作物的产量和保护环境，有一半以上在美国以外销售，世界农业市场的状况将决定产品的销售量。 1996年末农用产品部门的总资产为33.31亿美元，净销售额达到29.97亿美元，营业利润539亿美元，资本支出2．59亿美元。
　　1996年农用产品的销售额比1995年增长23％，其中"农达"牌除草剂的销售大幅增长，由于农用产品的需求增加、适宜的气候条件和售价的降低，使除草剂的市场前景看好。另外，抗农达的大豆和抗虫害的棉花的销售也稳步增长。
　　（2）医用药品：该部门主要是Searle公司，它开发、制造和销售处方药品，产品包括治疗关节炎，控制高血压、治疗失眠症、预防溃疡、处理感染等药品，还提供妇女保健用品。1996年的总资产为23.62亿美元，净销售额19．95亿美元，营业利润0．76亿美元，资本支出0．89亿美元。
　　医药产品1996年的销售比1995年增长17％，其中治疗关节炎的Daypro和Arthrotec牌药品、治疗失眠症的Ambien牌药品销售强劲，它们的销售量比1995年增加39％，达至16.6亿美元。
　　（3）食品添加剂：食品添加剂部门生产和销售甜味剂，包括"纽特"牌甜味剂。 Equal和 Canderel牌日用甜味剂，也开发、制造和销售藻肤酸盐、生物胶和其他食品添加剂。该部门1996年末的总资产为21.44亿美元，净销售额12.06亿美元，营业利润0．91亿美元，资本支出0．88亿美元。
　　1996年食品添加剂的销售增加8％，主要是纽特牌甜味剂的销售有大幅增长，生物胶产品也有较大的增加，由于国际市场的好转，食品添加剂的销售量有所增加。
　　（4）化工产品：该部门是孟山都公司新重组计划中需要剥离的部分。化工公司主要生产高性能化工产品，包括尼龙、丙烯酸纤维、Safiex牌塑料夹层、磷及其衍生物和其他特种化学品。产品的最终用途是日用消费品、房屋、汽车和工业领域。 1996年末的资产总值为26．58亿美元，净销售额30．64亿美元，营业利润0．67亿美元，资本支出2．51亿美元。
　　1996年化工公司的销售额比1995年下降6.29亿美元，营业利润下降2．19亿美元，化工部门在1995年底卖掉了所有的苯乙烯系塑料业务；由于地毯工业的较高需求，尼龙的销量有所上升；由于增加了对中国的出口，丙烯酸纤维的销售有较大的增加。

四、经营战略
　　1996年底，公司董事会批准了一项分离化学业务的计划，孟山都公司从此一分为二，即新成立的生命科学公司和分离后的化工公司。公司将致力于实行从传统的化学工业公司至一个面向未来高科技农业、食品以及保健工业公司的转变，在这些行业有着非常诱人的利润增长机会。 孟山都公司将农用产品、医药制品和食品开发作为其今后发展的主要方向。1974年推出的"农达"除草剂，直今仍保持盈利，它是九十年代能为农业带来增长因素的产品， 1996年的销售额是1990年的三倍，甚至比创历史佳绩的1995年的销售额还高出20％，随着免耕法的日益普及，"抗农达"农作物的不断推广以及有效地控制成本，"农达"，除草剂在未来几年将继续创造可观的利润。因此公司在农业方面的投资效益十分可观。
　　公司大力开发植物生物技术，在棉花体内注入免疫基因，从而培养出能抵御害虫的。"保铃棉"，这是农业历史上最大、最成功的新作物产品。公司在1997年将推出"抗农达"，棉花和自身能抵御害虫的"抗螟"玉米。
　　公司通过兼并、投资和其它方式，继续保持世界领先水平，优先发展重要的农业生物新技术，并率先将其投入市场。
　　公司将西尔制药厂改造成一家获利丰厚、前景广阔的制药公司，成功地推销了治疗关节炎的非类固醇消炎药，再度提高了治疗失眠症的一系列药品的生产和销售。1997年将有五种新的合成剂进入第三阶段临床试验。
　　孟山都通过将"纽特"甜味素业务与世界上黄原胶和海藻胶质主要供应商凯克公司合并，创立了一家目前世界上最大的食品添加剂公司，它有精湛的技术和营销全球的能力。公司利用其在食品和消费品市场的牢固地位促使制定一套全新的食品和营养品策略，并与农业生物技术和人类保健技术更紧密地结合在一起。
　　公司将从农业、食品添加剂和药品着手，为每一个行业制定一套明确的目标和实现这些目标的策略，在这些领域中开发新产品并抓住潜在的商业机会。
　　孟山都公司采用资源优化配置的方针，把资源集中到有优势的核心骨干产品，从非核心业务中退出。 1995年12月，卖掉了所有的苯乙烯系塑料业务，化工业务受经济状况的影响，今后将更多地转向与汽车工业和住房工业相关的业务。 五、资金实力、投资动向及建设项目
　　1．资金实力
　　1996年，孟山都公司的营业现金是12亿美元，比1995年增加8.23亿美元，运行资本约占净销售额的10％，比1995年下降7个百分点。公司目前有足够的资金支持各项业务和研究及投资计划。 1996年公司用于投资和财产剥离的资金达1.87亿美元，主要是非战略性投资和资产重组所需的支出。 1995年公司投资产生的效益超过7亿美元，其中主要是在1995年12月以5.8亿美元出售了苯乙烯塑料业务，用于填补某些短期债务。
　　2．投资动向
　　1997年2月，盂山都公司耗资2.4亿美元收购了Asgrow农业种于公司。1月份孟山都公司与Holden基础种于公司达成协议，收购这家世界领先的基础种子玉米公司及其附属子公司，总费用高达10．2亿美元。1996年3月，收购Ca1gene公司和DeKalb Genetics公司的部分股权。 1996年12月，孟山都公司控股Calgene公司，在农业科学方面又迈出了一大步，投资额总计为3.4亿美元。 1996年5月，又花费1.5亿美元收购Agracetus公司的农业科学业务。
　　1995年12月，孟山都公司卖掉了所有的苯乙烯塑料业务。 1995年9月， Searle公司花费2.4亿美元从Roche Holding公司购买了妇女保健用品部门的资产。 1995年2月，花费10．62亿美元完成购买Merck公司的特种化学品分部Kelco公司，该公司现有资产11.72亿美元，债务1．1亿美元。
　　1994年12月，孟山都公司与阿克苏·诺贝尔公司协议成立对半合资公司，统一经营两公司的橡胶业务。　　3．在建项目
　　盂山都公司最近的开发项目有以下五个部分：
　　（1）农作物种子
　　主要有Agripro种子公司的杂交小麦种子， Asgrow Agronomics公司的大豆和玉米种于， ca1gene公司的植物油和棉花种子， DeKalb Genetics公司的大豆与玉米的生物技术的研究和开发， De1ta＆pine Land公司的棉花种子多样性和筛选方法等。
　　（2）未来基因库
　　主要有农作物的基因传递，棉花种子改良和蛋白质的生产，大豆和玉米特有的基因研究，生物降解塑料的基因和技术，土壤病毒等。
　　（3）药品
　　主要有妇女护理产品，治疗败血症的药物，治疗失眠的药物等。
　　（4）"农达"除草剂系列
　　Roundup Ready系列除草剂。
　　（5）油品／食品
　　主要有ca1gene公司的植物油研究， Kelco公司的食品添加剂等。

五、科研憎况及石化领先技术
　　新产品的开发一直处在公司战略的优先地位， 1996年成功地投放市场的五种农用新产品就是一例，它们是农达超级除草剂、Roundup Ready大豆、Roundup Ready canoh、NewLeaf防虫马铃薯和Bo11gard防虫棉花。公司1996年用于科研和开发的费用达7.28亿美元，占净销售额的8％，其中药品和农用产品的开发继续成为重中之重，其它新技术如信息与控制的开发仍保持良好的势头。公司目前有近50个新产品正在研制开发中，其中许多将在近年投放市场。
　　以下是今后两年即将推向市场的新产品：
　　1997年： ArthrQtec牌关节炎药， Bollgard牌防虫和抗"农达"棉花，用于药品和食品的纤维素， Flagyl牌抗感染药，用于食品添加剂的不饱和脂肪酸，防虫西红柿，月桂酸，NewLeaf牌抗病毒马铃薯，防虫玉米等。
　　1998年：BXN牌耐杀虫剂的棉花， Condrotec牌关节炎药， Roundup Ready玉米，Xopane牌关节炎药等。 孟山都公司目前的业务重点虽在生命科学领域，但在化工领域仍有许多领先技术。
　　一步法合成苯酚新工艺：世界上大多数工厂生产苯酚都以异丙苯为原料，即苯一异丙苯一苯酚的两步法操作，使成本增加、收率降低，联产品丙酮为挥发性有机物，滞销。孟山都开发了由苯直接合成苯酚的新工艺，它以沸石为催化剂，将苯与三氧化二氮直接化合成苯酚，使苯的转化率达到99％，而通过异丙苯的转化率只有93％。三氧化二氮可以是来自制造己二酸时的废气，这是一种能导致温室效应的气体，需耗巨资将其焚烧，该工艺可以削减废气处理费用，又不费代价地得到一种原料。 甲醇低压碳基合成醋酸工艺：该合成醋酸工艺采用锗和甲基碘的络合物作催化剂，反应压力为3.0～4.0MPa，反应温度约200℃，醋酸收率达到99．5％。生产装置分反应、精制和催化剂制各回收三个部分，生产每吨醋酸消耗甲醇0．544吨，消耗一氧化碳0.417立方米。
　　丙烯腈生产技术：目前丙烯腈生产主要采用BP工艺，孟山都开发了自己独特的技术。反应器内部空气分布板使用栅格设计、平板设计和星型升管设计，既能够保持高产率又防止催化剂堵塞。盂山都的专利,MAC-3催化剂提高了丙烯睛和氢氰酸的产率。在精制系统的工艺中也有所突破，对pH值对产品的影响、 pH值的测试和pH计的安装部位均有深入的研究。对三废处理也作了改进，吸收塔顶的流出物可采用催化或焚烧处理，硫酸铵可通过精制，回收成硫酸或通过喷射井来处理。

六、对华关系
　　近年来，孟山都公司与中国的贸易量在增加。1986年中国燕山外贸公司和中国技术进出口公司与孟山都和鲁姆斯公司签订引进两套6万吨／年苯乙烯装置合同，采用这两家公司的催化脱氢制苯乙烯工艺，分别建在北京的燕山石化公司和山东的齐鲁石化公司。1987年上海高桥石化公司从孟山都和鲁姆斯公司引进5万吨／年的乙苯技术。孟山都还与高桥石化公司合作生产ABs工程塑料。 1989年9月，孟山都公司在中国大陆设立第一个办事机构--孟山都远东有限公司上海代表办事处，地址在上海商城四楼，而后还设立了北京、广州办事处，在上海浦东设立了中国业务部。孟山都公司还与我国农业部、国家专利局、中国科学院等积极开展合作。