Современные методы защиты растений от вредителей и способы «укрепления их иммунитета» оставляют желать лучшего. В основном в этих целях применяются пестициды и инсектициды, которые могут пагубно влиять на здоровье людей, а также наносить вред целым экосистемам.
Особенно беспокоит специалистов использование химикатов для обработки зерновых и других сельскохозяйственных культур, которые люди употребляют в пищу.
Поэтому исследователи разрабатывают принципиально новые системы защиты от разного рода воздействий. Так, финские учёные из Хельсинкского университета объединились с коллегами из Национального центра научных исследований Франции, чтобы создать экологически безопасную вакцину, которая убережёт растения от болезней и вредителей.
В пресс-релизе авторы уточняют, что разработали РНК-вакцину, которая распыляется на листья. За защиту растений в данном случае будут отвечать двухцепочечные молекулы РНК (dsRNA, структурно они очень похожи на нити ДНК), которые по сути всасываются листьями после распыления.
Вакцина запускает механизм, известный как интерференция РНК. Это врождённый защитный механизм растений, животных и других эукариот, который помогает противостоять патогенам.
В данном случае вакцина, как отмечают авторы, может быть нацелена на конкретный патоген. Для этого нужно использовать фрагменты РНК, соответствующие гену, который необходимо «выключить», то есть подавить его экспрессию.
То есть молекулы двухцепочечной РНК никак не повлияют на экспрессию генов самого растения; они будут нацелены лишь на противостояние болезни. Растение «запомнит» фрагмент патогенной РНК и в случае настоящей атаки сумеет его распознать и устроить «саботаж»: при подавлении экспрессии генов не будут вырабатываться соответствующие белки, отчего вирус или бактерия погибнет.
При этом вреда окружающей среде, опылителям или людям, употребляющим растение в пищу, не будет: молекулы РНК имеют природное происхождение, к тому же быстро разлагаются. Большим плюсом является и то, что никаких генетических изменений в самом растении не происходит.
Исследователи отдельно рассказали о методике производства новой РНК-вакцины.
«Молекулы двухцепочечной РНК создают для лечения и в исследовательских целях и получают путём химического синтеза, но такие методы производства являются неэффективными и дорогими «, — отмечает соавтор работы Минна Поранен (Minna Poranen).
Поэтому её команда разработала новый метод производства двухцепочечных молекул РНК. В его основу легла амплификация РНК бактериофагов – вирусов, которые избирательно поражают бактериальные клетки. Продуцирование нужных последовательностей РНК происходит именно в них. Иными словами, они представляют собой своего рода природные фабрики по производству материала для вакцины.
Более подробно о новой РНК-вакцине рассказывается в статье, представленной в издании Plant Biology Journal.
Решение вроде бы найдено, но спрогнозировать, когда новое средство станет доступно на рынке, пока сложно. Дело в том, что использование таких методов производства должно регулироваться на законодательном уровне, а соответствующей базы пока не существует.
Тем не менее защитные средства такого рода кажутся специалистам наиболее перспективными, недаром похожий РНК-спрей представили в 2017 году и австралийцы. Их разработка поможет фермерам ускорять созревание и повышать пищевую ценность урожая.
Тем временем для лечения людей от гриппа специалисты создали ДНК-вакцину, способную побороть любой штамм этого вируса.
Автор: Юлия Воробьёва