Открытие гена tsl — прорыв в борьбе с насекомыми-вредителями
Международная исследовательская группа под руководством Университета Юстуса Либиха в Гиссене (JLU) и Объединённого центра ФАО/МАГАТЭ по ядерным методам в продовольствии и сельском хозяйстве идентифицировала ген, ответственный за температурно-чувствительную летальность (tsl) у средиземноморской плодовой мухи. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Стерильная насекомых (СТТ) — это метод борьбы с вредителями, который включает массовое разведение и стерилизацию самцов с помощью радиации. Выпущенные в природу стерильные самцы спариваются с дикими самками, но потомства не производят, что снижает популяцию вредителя.
Эффективность СТТ зависит от надёжного разделения полов, чтобы в природу выпускались только стерильные самцы. Прорыв произошёл в конце 1980-х годов с открытием мутации tsl в Лаборатории борьбы с насекомыми-вредителями Объединённого центра ФАО/МАГАТЭ. На её основе была разработана система генетического разделения полов у Ceratitis capitata: при кратковременной термообработке гибнут эмбрионы женского пола.
Это позволило наладить промышленное производство стерильных самцов. Однако ген, лежащий в основе этого эффекта, оставался неизвестным более 30 лет, что ограничивало применение подхода к другим видам насекомых.
Генетическая основа разделения полов
После многолетних молекулярных исследований команда обнаружила, что за фенотип tsl отвечает точечная мутация в гене Lysyl-tRNA синтетазы (LysRS). Этот ген присутствует и высоко консервативен у многих видов насекомых.
Учёные внесли эту мутацию в линии дикого типа и получили тот же эффект tsl: после кратковременного нагрева развивались только самцы. Это впервые даёт генетически понятную основу для систем разделения полов на основе tsl.
"Это открытие — настоящая веха. После более чем 35 лет исследований у нас теперь есть точное молекулярное понимание температурно-чувствительной летальности", — сказал молекулярный биолог Костас Бурцис, соавтор исследования.
"С идентификацией гена tsl мы закрываем главный пробел в знаниях, который долго мешал применению генетического разделения полов за пределами средиземноморской плодовой мухи", — отметил профессор Марк Ф. Шетелиг, также соавтор работы.
Это открытие прокладывает путь для расширения высокоспецифичных и устойчивых стратегий борьбы с насекомыми-вредителями сельскохозяйственного, ветеринарного и медицинского значения без использования химических инсектицидов.