疫苗的未來可能看起來更像是吃沙拉，而不是在手臂上打一針。來自加州大學河濱分校的科學家們正在研究他們是否能將萵苣等可食用植物變成mRNA疫苗工廠。COVID-19疫苗中使用的信使RNA或mRNA技術通過教導我們的細胞識別和保護我們免受傳染病的侵害。
這項新技術的挑戰之一是，它必須保持低溫以便在運輸和儲存過程中保持穩定。如果這個新項目取得成功，那麼基於植物的mRNA疫苗–可以食用–可以克服這一挑戰並能在室溫下儲存。
該項目由美國國家科學基金會提供的50萬美元資助，其目標有三個方面：顯示含有mRNA疫苗的DNA可以成功地傳遞到進行複製的植物細胞中；證明植物可以產生足夠的mRNA以媲美傳統的注射；最後，確定正確的劑量。
UCR植物學和植物科學系的副教授Juan Pablo Giraldo指出：“在理想情況下，一株植物將產生足夠的mRNA來為一個人接種疫苗。”據悉，他正在領導這項研究，並子啊跟加州大學聖地亞哥分校和卡內基梅隆大學的科學家合作。
Giraldo介紹稱：“我們正在用菠菜和生菜測試這種方法，另外還有長期目標，即人們在自己的花園裡種植這種方法。農民最終也可以種植整個田地。”
使其發揮作用的關鍵是葉綠體–植物細胞中的小器官，進而將太陽光轉化為植物可以使用的能量。Giraldo說道：“它們是微小的、以太陽能為動力的工廠，進而生產糖和其他分子並使植物得以生長。它們還是製造理想分子的一個未開發的來源。”
在過去，Giraldo已經表明，葉綠體有可能表達不是植物天然組成部分的基因。他和他的同事通過將外來的遺傳物質送入植物細胞的保護殼內來做到這一點。確定這些外殼的最佳特性以便送入植物細胞是Giraldo實驗室的一項專長。
在這個項目中，Giraldo跟加州大學聖地亞哥分校納米工程教授Nicole Steinmetz進行了合作。他們利用了後者團隊設計的納米技術將遺傳物質傳遞到葉綠體中。
Steinmetz表示：“我們的想法是重新利用自然發生的納米粒子即植物病毒向植物傳遞基因。一些工程進入這個領域以使納米粒子進入葉綠體並使它們對植物沒有感染性。”
對於Giraldo來說，有機會用mRNA發展這個想法是夢想的頂峰。“我開始從事納米技術工作的原因之一是為了能將其應用於植物並創造新的技術解決方案。“不僅僅是食品，還有高價值產品如藥品，”Giraldo說道。
另外，他還在共同領導一個相關的項目–利用納米材料將氮這種肥料直接送到植物最需要的葉綠體中。
氮在環境中是有限的，但植物需要它來生長。大多數農民將氮氣施於土壤中。結果，約一半的氮最終進入了地下水、污染了水道進而導致藻類大量繁殖並跟其他生物發生作用。另外，它還會產生另一種污染物–一氧化二氮。
這種替代方法將使氮通過葉子進入葉綠體並控制其釋放，這種更有效的應用模式可以幫助農民並改善環境。
美國國家科學基金會已經授予Giraldo和他的同事160萬美元並用於開發這種有針對性的氮氣輸送技術。
“我對所有這些研究感到非常興奮，”Giraldo說道，“我認為它可以對人們的生活產生巨大的影響。”