Новый модульный метод вакцинации растений от вирусов

Ученые из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU), Института биохимии растений им. Лейбница (IPB) и Национального исследовательского совета Италии (CNR) разработали метод быстрой идентификации и производства высокоэффективных противовирусных препаратов для растений. Работа опубликована в журнале Nucleic Acids Research.

Принцип действия

Метод основан на естественной двухэтапной защитной программе растений:

  1. При вирусной инфекции специальные ферменты растения расщепляют вирусные РНК на малые интерферирующие РНК (siRNA).
  2. Эти siRNA связываются с белковыми комплексами Argonaute и направляют их к вирусным РНК для их уничтожения.

Однако в естественных условиях большинство образующихся siRNA неэффективны и лишь блокируют Argonaute. Новый метод позволяет выявить именно те немногие siRNA, которые обладают двумя ключевыми свойствами:

  • Прочное связывание с комплексами Argonaute.
  • Способность направлять эти белки к уязвимым участкам вирусных РНК.

Результаты испытаний

Эффективность подтверждена в лаборатории на растениях табака (N. benthamiana), зараженных модельным вирусом:

  • Вакцинированная группа (обработана выявленными высокоэффективными siRNA): через 6 недель 90% растений не имели признаков инфекции.
  • Контрольная группа (без обработки): 100% растений погибли от вируса.

Преимущества и перспективы

Метод работает по модульному принципу: при изменении патогена или необходимости защиты от другого вируса подходящие siRNA можно быстро идентифицировать с помощью разработанного скринингового процесса на основе клеточных экстрактов растений.

На метод подана патентная заявка. В дальнейших исследованиях планируется изучить:

  • Длительность защиты у разных видов растений.
  • Возможность создания "депо" препарата на растениях.
  • Методы масштабного производства и нанесения вакцин (например, в виде спрея для теплиц).

По словам профессора Свена-Эрика Беренса (MLU), эта разработка может стать более щадящей для насекомых и окружающей среды альтернативой пестицидам, используемым, например, для борьбы с переносчиками вирусов — белокрылками.

2019-08-21