ในปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้เป็นเครื่องมือในงานวิจัยด้านต่างๆ มากมาย ซึ่งอาจสรุปโดยรวมได้เป็น 3 ด้าน คือ การนำไปใช้ในพืช การนำไปใช้ในทางการแพทย์ และการนำไปใช้ในด้านการศึกษา

การนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ในพืช

การนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ในพืช ส่วนใหญ่แล้วจะมุ่งเน้นการนำ RNAi ไปเป็นเครื่องมือในการยับยั้งการแสดงออกของยีนเป้าหมายที่จำเพาะ หรือตำแหน่ง promoters ของยีนนั้น เพื่อปรับปรุงพันธุ์พืชให้ได้ลักษณะใหม่ๆที่ต้องการซึ่งสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นหลังได้ การสร้าง dsRNA ในพืชมีหลายวิธี เช่น การสร้างพืชปรับปรุงพันธุ์ที่ผลิต sense RNA และ พืชปรับปรุงพันธุ์ที่ผลิต antisense RNA แยกต้นกัน แล้วนำทั้ง 2 ต้นมาผสมข้ามกัน ทำให้เกิดต้นพืชที่ผลิต dsRNA พบว่า ต้นพืชที่ผลิต dsRNA มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการแสดงออกของยีนได้ดีกว่าต้นที่ผลิตเพียง sense หรือ anti-sense RNA เพียงอย่างเดียว (Wang et al, 2001) นอกจากนี้ วิธี hpRNA โดยการสร้างลำดับทั้ง sense และ antisense RNA ให้อยู่ใน promoter เดียวกันโดยมี intron คั่นกลางระหว่างลำดับ sense และ antisense ลำดับเหล่านี้จะสร้างเป็น hpRNA หลังจากผ่านกระบวนการถอดรหัส ซึ่งวิธีการใหม่นี้มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการแสดงออกของยีนในพืชได้ดีกว่า dsRNA โดยจะให้ผล 80-100% (Mallory et al, 2001) ดังนั้นจึงมีการนำวิธี hpRNA มาใช้กันอย่างแพร่หลาย

ตัวอย่างการนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ในพืช

1. การใช้ RNAi ในการเปลี่ยนแปลงกระบวนการ metabolism ของพืชในการผลิตสารต่างๆให้ลดหรือเพิ่มปริมาณสารบางชนิดที่พืชสร้างและเก็บสะสมไว้ เพื่อการนำไปใช้ประโยชน์ในจุดประสงค์เฉพาะต่อไป เช่น
   • ในธรรมชาติพบว่า ข้าวสายพันธุ์หนึ่งมี hpRNA ที่มีผลในการยับยั้งการแสดงออกของยีนของ glutelin ซึ่งเป็นโปรตีนหลักในเมล็ดข้าว ทำให้เกิดข้าวสายพันธุ์ที่มีโปรตีนต่ำ จึงมีการนำเทคโนโลยี RNAi ผลิตข้าวสายพันธุ์นี้มาใช้ในทางการค้า เป็นข้าวสำหรับผู้ป่วยโรคไตที่จำเป็นต้องควบคุมปริมาณโปรตีนในอาหาร (Meins, 2000)
   • การสร้างพืชกาแฟให้มีปริมาณคาเฟอีนน้อยลง โดยปรับปรุงพันธุกรรมพืชให้สามารถสร้าง antisense hpRNA ของยีน CaMxMt1 ซึ่งเป็นยีนที่มีส่วนในกระบวนการสร้างคาเฟอีน antisense hpRNA กระตุ้นให้เกิดกระบวนการ RNAi จึงมีผลยับยั้งการสร้างสารคาเฟอีน ทำให้มีปริมาณคาเฟอีนลดลง (Ogita et al, 2003)
2. การใช้ RNAi ในการเพิ่มความต้านทานต่อโรคในพืช เช่น
   • การสร้างพืชยาสูบ (Nicotiana tabacum) ที่มีความต้านทานต่อ tobamovirus โดยใช้เทคโนโลยี RNAi ในการยับยั้งการแสดงออกของยีน TOM1 และ TOM3 ซึ่งเป็นยีนที่ถอดรหัสได้เป็นโปรตีนที่จำเป็นต่อการเพิ่มจำนวนของไวรัส ดังนั้นไวรัสจึงไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้ ดังนั้นพืชยาสูบปรับปรุงพันธุ์จึงมีความต้านทานต่อเชื้อไวรัสชนิดนี้ (Asano et al, 2005)
   • ไม้ผลยืนต้น พืชตระกูลถั่ว และพืชไม้ประดับหลายชนิดจะมียีน iaam และยีน ipt ซึ่งเป็นยีนที่มีความสำคัญที่ทำให้เกิดโรค Crown gall disease จากเชื้อแบคทีเรีย Agrobacterium tumefaciens จึงมีการใช้ RNAi ในการยับยั้งการแสดงออกของยีนทั้ง 2 ตำแหน่ง ทำให้พืชมีความต้านทานต่อโรค Crown gall disease (Dunoyer et al, 2006)

การนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ทางการแพทย์

การรักษาโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัส

ในปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยี RNAi มาใช้ในการยับยั้งไวรัสก่อโรคหลายชนิด คือ hepatitis C virus (HCV) , dengue (DEN) virus, severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus, poliovirus, influenza A virus, hepatitis delta virus (HDV) , human rhinovirus (HRV) , hepatitis B virus (HBV) , herpes simplex virus type-1 (HSV-1) , human papillomavirus (HPV) , JC virus (JCV) , Epstein Barr virus (EBV) และ cytomegalovirus (CMV) แต่ที่กำลังอยู่ในความสนใจและมีผู้ศึกษากันมาก คือ Human immunodeficiency virus-1 (HIV-1)

การใช้ RNAi ในการยับยั้ง HIV-1 มีการศึกษารายงานไว้มากมาย โดยใช้ RNAi ทดลองยับยั้งการแสดงออกของยีนหลายตำแหน่ง และทดลองใช้เวกเตอร์หลายชนิด แต่ผลที่ได้ตรงกัน คือ การทำงานในระยะแรกสามารถยับยั้ง HIV-1 ได้ แต่เมื่อเลี้ยงเซลล์ไว้เป็นเวลานาน HIV-1 มีความสามารถในการหลบหลีก เพราะมีกลไกการยับยั้งการทำงานของ RNAi อย่างหลากหลาย เช่น point mutation, double point mutation, partial หรือ complete deletion of the target sequence เป็นต้น ดังนั้นจึงมีผู้เสนอว่า การใช้ siRNA combination therapy (SIRCT) คือ การใช้ siRNA เพื่อยับยั้งการแสดงออกของยีนไวรัสหลายตำแหน่งร่วมกันน่าจะเลี่ยงการหลบหลีกของไวรัสได้ แต่ยังไม่มีรายงานผลการทดลองดังกล่าว (Ben and Joost, 2006)

การรักษามะเร็ง

วิธีการในการรักษามะเร็งที่ใช้กันมากในปัจจุบันคือ เคมีบำบัด (chemotherapy) แต่วิธีการนี้มีข้อจำกัดในการใช้ คือ ร่างกายผู้เป็นมะเร็งจะสร้าง P-glycoprotein ซึ่งเป็นโปรตีนที่ทำให้ยาที่ผู้เป็นมะเร็งได้รับจากการทำการรักษาโดยเคมีบำบัดถูกกำจัดออกจากเซลล์ ทำให้การรักษาโดยเคมีบำบัดมีประสิทธิภาพต่ำ ดังนั้นการใช้เทคโนโลยี RNAi เพื่อยับยั้งการสร้าง P-glycoprotein ในร่างกายผู้ที่เป็นมะเร็ง ทำให้การรักษาโดยเคมีบำบัดมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ซึ่งจากการศึกษาของ Rumpold และคณะในปี 2005 พบว่า สามารถใช้เทคโนโลยี RNAi ในการยับยั้งการสร้าง P-glycoprotein ซึ่งทำให้เซลล์มะเร็งไวต่อ imatinib ลดลงได้

การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อ

การปลูกถ่ายไตส่วนใหญ่จะพบปัญหาการตาย (apoptosis) ของเซลล์บุผนังท่อไต (renal tubular epithelial cells) จากการบาดเจ็บที่เกิดจากเลือดมาเลี้ยงอีกครั้งหลังการขาดเลือด (ischemia-reperfusion injury) โปรตีนที่มีส่วนสำคัญในกระบวนการเหล่านี้ คือ Fas ซึ่งจากการศึกษาของ Hamar และคณะในปี2004 พบว่าสามารถใช้เทคโนโลยี RNAi ยับยั้งการสร้าง Fas ในหนูซึ่งทำให้เซลล์บุผนังท่อไตมีความต้านทานต่อการตายมากขึ้น และเกิดการบาดเจ็บที่เกิดจากเลือดมาเลี้ยงอีกครั้งหลังการขาดเลือดน้อยลงได้

การชะลอวัย (anti-aging)

ในปี 2003 Kenyon และคณะได้ทำการทดลองเพื่อเพิ่มอายุขัยในหนอนตัวกลม C. elegans โดยสามารถปรับปรุงพันธุกรรมให้มีอายุยืนยาวกว่าปกติ โดยใช้เทคโนโลยี RNAi ในการยับยั้งการแสดงออกของ Daf-2 ซึ่งเป็นยีนของตัวรับ (receptor) ของฮอร์โมนอินซูลิน (insulin) และ insulin-like growth factor 1 (IGF-1) นอกจากนี้ยีน Daf-2 ยังมีผลต่อการสืบพันธุ์ด้วย ในธรรมชาติพบว่าในสภาวะที่ไม่เหมาะสมหรือขาดแคลนอาหาร ยีน Daf-2 จะทำงานลดลง ทำให้ C. elegans ที่อายุน้อยแสดงอาการกระตือรือร้น มีชีวิตชีวา และมีการพัฒนาไปสู่การสืบพันธุ์ก่อนอายุที่แท้จริง แต่ C. elegans ที่โตเต็มวัยแล้วจะอายุยืนมากขึ้น จากการทดลองใช้ RNAi ในการยับยั้งการแสดงออกของยีนนี้ นอกจากจะพบว่าทำให้หนอนอายุยืนขึ้นแล้ว ยังพบว่าหนอนทดลองมีสุขภาพดีตลอดช่วงอายุที่ยาวนานขึ้น แสดงว่าการยับยั้งการแสดงออกของยีนนี้ไม่น่าจะรบกวนยีนอื่นๆ ที่จำเป็นของหนอน ผลการทดลองดังกล่าวทำให้เกิดความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะ insulin/IGF-1 pathway เป็นวิถีที่ควบคุมการมีชีวิตยืนยาวในสัตว์หลายๆชนิด รวมทั้งในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

การนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ในการศึกษาวิจัย

เทคโนโลยี RNAi จัดว่าเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากต่อการนำมาใช้เพื่อศึกษาหน้าที่ของยีน เพื่อนำความรู้เหล่านั้นไปประยุกต์ใช้สาขาวิชาต่างๆ เหตุผลที่วิธีการนี้มีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายและมีความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพราะการยับยั้งการแสดงออกของยีนด้วยวิธีการอื่นๆ เช่น ‘gene knock-out’ ต้องทำให้โครงสร้างของยีนเปลี่ยนแปลงไป อาจทำให้ยีนที่อยู่ในตำแหน่งนั้น หรือตำแหน่งข้างเคียงเสียหาย และอาจส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตนั้นๆ แต่ด้วยเทคโนโลยี RNAi สามารถยับยั้งการแสดงออกของยีนหลังจากเกิดกระบวนการถอดรหัส ดังนั้นจึงไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต

ตัวอย่างการนำเทคโนโลยี RNAi ไปใช้ในด้านการศึกษา

1. การใช้เทคโนโลยี RNAi ในการศึกษาจีโนมของ C.elegans การใช้เทคโนโลยี RNAi ในการศึกษาจีโนมของ C.elegans โดยใช้แบคทีเรียเป็นสื่อนำให้เกิดกระบวนการ RNAi เพื่อสังเกตผลที่เกิดขึ้นจากการยับยั้งการแสดงออกของยีน 16,757 ยีน (จากทั้งหมด 19,757 ยีน) และจัดกลุ่มยีนที่แสดงออกเป็นลักษณะที่คล้ายกัน (Kamath et al, 2003)
2. การใช้เทคโนโลยี RNAi ในการศึกษายีนที่จำเป็นต่อการอยู่รอดของ Heterodera glycines (H.glycines) การใช้เทคโนโลยี RNAi ในการศึกษายีนที่จำเป็นต่อการอยู่รอดของ Heterodera glycines (H.glycines) ซึ่งเป็นหนอนพยาธิที่ก่อให้เกิดถุงน้ำ (cyst) ของต้นถั่วเหลือง (Glycine max) เพื่อนำไปใช้ในการควบคุมหนอนพยาธิชนิดนี้ โดยการใช้เทคโนโลยี RNAi ยับยั้งการแสดงออกของยีนที่คาดว่าเป็นยีนที่จำเป็นต่อหนอนพยาธิ และสังเกตว่าการขาดยีนใดจะทำให้หนอนพยาธิตาย (Alkharouf et al, 2007)
3. การศึกษา RNAi ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของยีนที่ควบคุมนาฬิกาชีวภาพของร่างกาย การศึกษา RNAi ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของยีนที่ควบคุมนาฬิกาชีวภาพของร่างกาย เป็นการศึกษาเพื่อให้เกิดความเข้าใจกลไกการทำงานของนาฬิกาชีวภาพที่มีอยู่ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่แบคทีเรียจนถึงมนุษย์ ซึ่งจะมี circadian rhythms ที่สอดคล้องกับการทำงานของร่างกายที่เกิดขึ้นในช่วงเวลากลางวัน หรือกลางคืน เช่น การหลับและการตื่น โดยทำการศึกษาใน Drosophila spp. (Nawathean et al, 2005) และแมลงอื่นๆ พบว่า สามารถพบ clock genes ได้ทั้งในสมองและอวัยวะอื่นๆ โดย clock genes ที่พบในระบบสืบพันธุ์เพศผู้จะควบคุมจังหวะที่ทำให้เกิดการผสมพันธุ์ และวงจรการปล่อย sperm ในแต่ละวัน ส่วนใน Drosophila spp. เพศเมีย clock genes มีความสัมพันธ์กับระดับความสามารถในการออกไข่ที่ขึ้นกับความสมบูรณ์ของโภชนาการ นอกจากนี้การทำงานของ clock genes อาจมีความเกี่ยวข้องกับการป้องกันสิ่งมีชีวิตจากความเครียดและการแก่ก่อนวัย การศึกษานี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการศึกษากลไกการทำงานของนาฬิกาชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ ในด้านของระบบสืบพันธุ์ โภชนาการ และ การยืดอายุขัยของมนุษย์

จากที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นได้ว่าในอนาคตเทคโนโลยี RNAi จะเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการปรับปรุงพันธุ์พืช การป้องกันรักษาโรค ตลอดจนเป็นเครื่องมือในการศึกษาหน้าที่ของยีนในพืช สัตว์ และมนุษย์