黄曲霉毒素是一种高毒性物质，即便很少量也会侵染整片农田。世界范围内的农作物几乎都易感染各种类型的曲霉真菌，这些真菌会代谢出黄曲霉毒素，这种毒素一般不会直接导致人的死亡，但它会使人容易感染疾病，危害人体健康。例如，黄曲霉毒素会影响孩子们的正常发育，提升患肝癌的风险，而且会让人们更易感染HIV病毒和疟疾。
在美国，一旦检验结果显示粮食中黄曲霉毒素高达20ppb（比例相当于1滴水比83立方米的水）以上，那么这些粮食则需全部焚烧。然而在许多发展中国家和地区，尤其是非洲一些地区粮食的黄曲霉毒素已高达100,000ppb，由于当地缺乏黄曲霉毒素检测条件，人们一般都是种什么吃什么。
为了给全球粮食安全提供技术支撑，在比尔及梅琳达·盖茨基金会（Bill and Melinda Gates Foundation）的支持下，亚利桑那大学（University of Arizona）植物科学学院（School of Plant Sciences）助教兼BIO5研究院研究员莫妮卡·施密德（Monica Schmidt）和他的科研团队利用生物的自然机体特征，进而引入运用转基因玉米植物产生的RNA小分子干扰，测试这种做法是否可以预防植物感染曲霉菌病毒。这项技术叫做寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS)，它是建立在此前科学家研究的基础之上，即在植物感染毒素过程中，植物和真菌之间有转移核酸小分子的现象。
HIGS与现有技术相比，其独特优势在于，它可以在粮食生长期间第一时间控制真菌毒素的产生，将黄曲霉毒素逐出人类食物链。而其他方法都是在粮食收割后或贮存时控制毒素，例如在粮食贮藏时，利用太阳能风扇将空气吸出；或将粮食密封在贮藏袋中，使真菌无法在无氧环境下生存。
彼得·考迪（Peter Cotty）教授也是RNA干扰的研究者，同时也是美国农业部（U.S. Department of Agriculture）的植物病理学家及亚利桑那大学植物科学学院的研究员，他也发现一种防止毒素产生的方法，即：向植物体喷洒无法生成毒素的曲霉菌菌株，来防止病原在植物体中形成。此外，一些研究者曾尝试培育抗真菌谷物，但由于人类已知的抗真菌蛋白数量有限，这一研究还未能取得明显效果。
基于RNA干扰机制，利用寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS)，是一种有前途的方法，有助于防止数百万吨的粮食每年免于真菌病害，该研究结果已经发表在《科技进展》（Science Advances） 。
在研究中，研究人员利用DNA重组技术将玉米进行转基因改良，转基因玉米携带小分子的RNA遗传物质，每个分子包含20个碱基对，而且只存在于玉米籽粒中而非整株植物。在玉米植物体生长过程中，玉米籽粒不断产生RNA，发卡形状的RNA一旦进入真菌细胞，就会与真菌自身RNA的相应目标序列结对，这样真菌的RNA就无法合成酶，进而无法生成毒素，这一过程即被称为RNA干扰。这一过程阻止了毒素的形成，但却不会影响真菌正常无害的生长，真菌也依旧会依附在植物体上。
施密德教授团队还将曲霉菌注入转基因玉米，静置1个月，与未经任何处理的植物进行对比实验。研究人员发现未经控制的植物体生成1000—2000ppb的黄曲霉毒素，而转基因植物却未探测出有任何毒素生成。“虽然最低探测值不是零，但也足以说明这些粮食对人体无害”施米德教授解释道。
这类转基因植物体是否会有副作用也是施密德教授团队的研究内容。通过对几千个非转基因和转基因的核RNA转录进行实验，发现二者在基因表达方面没有任何明显差异，唯一的不同就是转基因植物体可以阻止毒素的形成。
施密德教授和她的团队希望这一成果对于提高非洲的粮食安全有帮助，因为黄曲霉毒素正严重威胁着非洲人民的粮食安全。但在全球的农业领域内应用这项新技术还需要经过广泛的实地测试。
（编译 李楠，编审 张学福）
