Коллаборация исследователей цитрусовой зелёной болезни начинает 5-летний план по спасению цитрусовых

Разнообразная группа исследователей объединилась для разработки терапевтического лечения цитрусовой зелёной болезни (HLB, хуанлунбин) — бактериальной инфекции, угрожающей будущему цитрусовой индустрии США.

Инициатива стартовала на девятом ежегодном симпозиуме по геномике членистоногих в Университете штата Канзас. Коллаборация получила грант в размере $10 млн от Инициативы по исследованиям специальных культур Министерства сельского хозяйства США (USDA Specialty Crop Research Initiative) для поиска решения в течение пяти лет.

Угроза индустрии

Цитрусовая зелёная болезнь, вызываемая бактерией Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), ослабляет и часто убивает деревья, приводя к мелким, незрелым плодам. Переносчик — сосущее сок насекомое азиатская цитрусовая листоблошка. Болезнь, известная в Азии с начала 1900-х, впервые обнаружена в США (Флорида) в 2005 году и теперь поразила более 70% деревьев в штате. Попытки сдержать её пестицидами провалились.

Многогранный научный подход

Исследователи используют системный подход, изучая все три компонента проблемы: бактерию, насекомое и цитрус. Применяются:

  • Протеомика (изучение всех белков)
  • Геномика (изучение всей ДНК)
  • Метаболомика (изучение всех метаболитов)

Цель — найти и заблокировать специфические молекулярные взаимодействия, необходимые для передачи бактерии от дерева к насекомому и обратно.

Разработка терапии

  • Мишель Силия (Институт Бойса Томпсона, USDA), Роберт Шаттерс (USDA) и Джон Лис (Корнеллский университет) разрабатывают целевые терапии, которые будут убивать листоблошку при питании или блокировать колонизацию бактерией её кишечника.
  • Кэролин Слапски (Калифорнийский университет в Дэвисе) использует метаболомику для раннего обнаружения инфекции в дереве (сократив время диагностики с года до нескольких месяцев) и ускорения тестирования терапевтических соединений.

База данных и биоинформатика

Для обработки огромных массивов «омиксных» данных биоинформатики из лаборатории Лукаса Мюллера (Институт Бойса Томпсона) создают портал citrusgreening.org. Он визуализирует связи между протеомными, метаболомными и геномными данными всех трёх организмов. Это первая база данных, объединяющая их.

Образование и взаимодействие

  • Том Д'Элиа, Кристофер Бекл и Чад Калверт (Индийский речной колледж) будут обучать студентов работе с геномом листоблошки для создания 2D/3D-графики на портале и поиска терапевтических мишеней.
  • Портал сделает данные доступными для общественности и, что критически важно, для фермеров. Проект включает вовлечение цитрусовой индустрии в процесс принятия решений по разработке и применению методов лечения.

Моделирование и доставка лечения

  • Уэйн Хантер (USDA) использует подход системной биологии для моделирования сложных взаимодействий между геномом, экспрессией генов, белками и органами листоблошки, растения и бактерии CLas. Он также предоставит микро-КТ сканы насекомого.
  • После открытия терапии Шаттерс и Хантер займутся разработкой эффективного метода доставки, стремясь к тому, чтобы соединение можно было нанести на дерево для поглощения листоблошкой.

Долгосрочная цель

Исследователи надеются создать устойчивые к инфекции сорта цитрусовых с помощью биотехнологий. Эд Стоувер (USDA) уже работает над трансгенными растениями, которые будут доставлять лечение листоблошкам через флоэму — ткани, по которым перемещаются питательные вещества.

2015-06-09