Новый гербицидный подход, вдохновленный лекарством от холестерина

Исследователи из Университета Кертина обнаружили новую перспективную мишень для гербицидов в растениях, что может дать новые решения для фермеров, сталкивающихся с растущей проблемой устойчивости сорняков.

Исследование, опубликованное в Nature Communications и проведенное учеными из Центра управления болезнями и урожаем Кертина (CCDM) совместно с Университетом Западной Австралии, использовало статины — класс химических веществ, обычно применяемых для снижения холестерина у людей, — чтобы выявить фермент в растениях, который может стать мишенью для новой группы гербицидов.

Ведущий автор, исследователь CCDM доктор Джоэл Хейвуд, сообщил, что после изучения коллекции из более чем 1500 существующих и хорошо изученных лекарств его команда обнаружила статины и решила глубже исследовать их гербицидные свойства.

• Механизм действия: Статины связываются с ферментом HMGR (3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктаза). При воздействии на растения они блокируют работу этого фермента, останавливая производство важных жиров, гормонов и витаминов, что приводит к гибели растения.
• Источник устойчивости: Исследователи обнаружили у грибов, производящих статины, механизм толерантности к ним. У этих грибов есть второй фермент HMGR, на который статины не действуют, что позволяет им не погибать от собственного оружия.
• 3D-модель: В рамках работы была впервые определена трехмерная структура растительного фермента HMGR. Это позволило выявить отличия, которые можно использовать для создания более специфичных для растений версий статинов.
• Дальнейшие шаги: Используя эту 3D-модель, команда сможет искать наиболее эффективные химические соединения, блокирующие фермент, путем скрининга виртуальных химических библиотек.

Соавтор и заместитель директора CCDM профессор Джош Майлн отметил, что хотя статины вряд ли будут использоваться в гербицидах из-за их жизненной важности как лекарств для человека, это исследование открывает путь для новых типов химических веществ, которые могли бы блокировать HMGR и, следовательно, уничтожать сорняки.

"Нравится нам это или нет, гербициды жизненно важны для современного крупномасштабного сельского хозяйства, но чрезмерное использование ключевых гербицидов привело к распространению устойчивых сорняков", — сказал профессор Майлн.

"За последние 40 лет на рынок вышел только один новый класс гербицидов, поэтому поиск новых вариантов для фермеров как никогда важен, если мы хотим избежать дальнейшего давления на продовольственную безопасность. Эта работа дает аграрной отрасли надежду на то, что в разработке есть свежие идеи для борьбы с сорняками".