Бактерии с Крита могут стать новым средством против комаров
По данным ВОЗ, болезни, переносимые комарами, ежегодно убивают более 700 000 человек, а самих переносчиков сложно контролировать. Большинство видов выработали устойчивость ко всем основным классам синтетических инсектицидов, многие из которых несут риски для окружающей среды и здоровья.
Биопестициды, получаемые из живых организмов, могут помочь преодолеть устойчивость к химическим инсектицидам и предложить экологичный путь.
В журнале Applied and Environmental Microbiology исследователи сообщают, что бактериальные изоляты, собранные на средиземноморском острове Крит, действуют как инсектициды против комаров Culex pipiens molestus, которые могут переносить патогены человека, такие как вирус Западного Нила и вирус лихорадки Рифт-Валли.
В лабораторных тестах экстракты, содержащие метаболиты, продуцируемые тремя изолятами, убили 100% личинок комаров в течение 24 часов после воздействия.
По словам исследователей, эти метаболиты могут лечь в основу разработки биопестицидов с минимальными экологическими побочными эффектами.
«Они быстрее разлагаются в окружающей среде и поэтому не накапливаются, и часто не убивают такой широкий спектр различных видов насекомых, как химические инсектициды», — сказал Джордж Димопулос, молекулярный энтомолог и микробиолог из Университета Джонса Хопкинса и Института молекулярной биологии и биотехнологии (IMBB) на Крите.
Он совместно руководил новым исследованием, проведенным на Крите, вместе с молекулярным биологом Джоном Вонтасом из IMBB.
Работа Димопулоса сосредоточена на комарах, переносящих патогены человека. За последние 15 лет его группа обнаружила микробы, производящие метаболиты, которые мешают патогенам, вызывающим малярию и лихорадку денге, а также некоторые бактерии, способные убивать комаров.
В рамках проекта MicroBioPest они недавно исследуют бактерии, убивающие комаров, в Средиземноморском регионе.
Для новой работы они собрали 186 образцов из 65 локаций по всему Криту. Образцы включали верхний слой почвы, почву вокруг корней растений, ткани растений, пробы воды и мертвых насекомых.
Затем они подвергли личинок C. pipiens molestus воздействию водных растворов, содержащих некоторые из наиболее многообещающих изолятов, найденных в образцах. Более 100 изолятов убили всех личинок комаров в течение семи дней, а 37 из них — в течение трех дней.
Эти 37 изолятов представляли 20 родов, многие из которых ранее не идентифицировались как потенциальные биопестициды.
Дальнейший анализ показал, что быстродействующие бактерии убивали личинок не через инфекцию, а за счет производства соединений, таких как белки и метаболиты.
Это обнадеживает, поскольку предполагает, что инсектицид на основе этих бактерий не будет зависеть от выживания самих микробов. Результаты важны не только для борьбы с комарами, но и как безопасные биопестициды для контроля сельскохозяйственных вредителей.
Исследователи начали более детально изучать химическую природу этих инсектицидных молекул и определять, являются ли они белками или метаболитами. Они также изучают спектр пестицидной активности бактерий, включая тестирование изолятов против других штаммов комаров-переносчиков патогенов и сельскохозяйственных вредителей.
Биопестициды часто быстро разлагаются и требуют многократного применения, а поиск правильного способа формулировки и доставки соединений станет будущей задачей. Новое исследование представляет собой фазу открытия.
«Сейчас мы входим в фазу фундаментальной науки, чтобы понять химическую структуру молекул и механизмы их действия, а затем перейдем к более прикладному пути, действительно нацеленному на разработку прототипа продукта», — сказал Димопулос.
«Существует серьезный импульс к разработке экологически чистых инсектицидов».