Вакцина для съедобных растений? Новый метод защиты растений на горизонте
Новые технологии ищут для замены традиционных пестицидов, используемых для защиты растений, особенно съедобных, таких как злаки. Совместный проект Университета Хельсинки и французского Национального центра научных исследований (CNRS) проливает свет на эффективность экологичных РНК-вакцин для защиты растений от болезней и вредителей.
Болезни и вредители растений наносят значительный ущерб урожаю и угрожают глобальной продовольственной безопасности. С ними традиционно боролись химическими пестицидами, которые распространяются в окружающей среде и могут быть опасны для здоровья человека, полезных организмов и природы.
«Новый подход к защите растений предполагает вакцинацию растений от патогенов с помощью двуцепочечных молекул РНК, которые можно распылять прямо на листья», — объясняет доктор Минна Поранен из исследовательской программы по молекулярной и интегративной биологии факультета биологических и экологических наук Университета Хельсинки.
Вакцина запускает механизм, известный как РНК-интерференция — врожденный защитный механизм растений, животных и других эукариотических организмов против патогенов. Вакцину можно нацелить на конкретного патогена, используя молекулы РНК, имеющие последовательность, идентичную генам вредителя, что предотвращает их экспрессию.
Это означает, что двуцепочечные молекулы РНК не влияют на экспрессию генов в защищаемом растении, а воздействуют только на болезнь или вредителя. РНК — это также распространенная в природе молекула, которая быстро разлагается, а не накапливается в окружающей среде.
«Сложность в разработке РНК-вакцин для защиты растений заключалась в производстве молекул РНК. Двуцепочечные молекулы РНК производились методом химического синтеза, как для лекарств, так и для исследований, но такие методы производства неэффективны и дороги для защиты растений», — отмечает Поранен.
В рамках исследовательской программы Академии Финляндии по синтетической биологии группа Поранен разработала новый метод производства двуцепочечных молекул РНК. Вместе с исследователями из CNRS группа продемонстрировала эффективность РНК-вакцин, произведенных по новому методу, против вирусных инфекций растений. Метод использует систему амплификации РНК бактериофага (вируса, уничтожающего бактерии), а производство РНК происходит в бактериальных клетках. Этот новый метод позволит эффективно производить РНК-вакцины и будет способствовать разработке и внедрению методов защиты растений на основе РНК.
«Трудно предсказать, когда вакцина станет доступной, потому что соответствующего законодательства пока не существует», — говорит Поранен.