Выявлен природный аналог созданных человеком ДНК-инсектицидов

Ученые планируют зарегистрировать первый препарат для защиты растений, основанный на этой технологии

Исследователи из России выяснили, что растение смолосемянник вырабатывает и покрывает свои листья короткими молекулами ДНК, которые способны проникать в клетки насекомых и блокировать процесс сборки белков в них. Этот природный инсектицид оказался похож по механизму работы на созданные человеком ДНК-инсектициды, что подтверждает их безопасность для природы, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

«Пестициды на основе коротких ДНК перспективны как в качестве самостоятельных средств контроля вредителей, так и в составе комплексных биопрепаратов, способных защитить урожаи сельскохозяйственных культур без вреда для природы и человека. Сейчас мы планируем зарегистрировать в стране и мире первый препарат для защиты растений, основанный на данной технологии», — заявил научный сотрудник Крымского федерального университета Владимир Оберемок, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Как отмечается в сообщении, несколько лет назад ученые обнаружили, что короткие молекулы ДНК особой формы могут проникать внутрь клеток насекомых и соединяться с РНК-компонентами их рибосом, клеточных белковых «фабрик». Это приводит к тому, что клетки вредителей теряют способность формировать новые пептиды, в результате чего около 80-90% насекомых гибнет в первые две недели после одиночного контакта с цепочками ДНК.

Недавно российским ученым удалось обнаружить природный аналог этой технологии, названной «генетической застежкой-молнией» ее разработчиками, в ходе наблюдений за взаимодействиями насекомых со смолосемянником обыкновенным (Pittosporum tobira), вечнозеленым кустарником, распространенным в Японии и других странах Дальнего Востока. Ученые обратили внимание на то, что ложнощитовки, вредители цитрусовых и декоративных растений, необычно часто гибнут при контакте с листьями этого растения.

Природный ДНК-инсектицид

Это наблюдение заставило исследователей изучить структуру и состав поверхности листьев смолосемянника, в результате чего они обнаружили на них большие количества внеклеточной ДНК. Ученые нанесли ее раствор на личинок ложнощитовок и обнаружили, что данные обрывки ДНК являются сильным инсектицидом: спустя четыре дня после обработки погибло около 80% насекомых.

Последующее изучение его структуры и свойств показало, что он воздействует на клетки насекомых таким же образом, как и ранее созданные ДНК-инсектициды на базе технологии «генетических застежек-молний». В перспективе, это позволит создать еще более эффективные и безопасные версии этих средств для борьбы с вредителями, изучая механизмы выработки данных обрывков ДНК клетками листьев смолосемянника и других растений.

«Одним из самых неожиданных открытий стало происхождение внеклеточной защитной ДНК. Оказалось, что ее последовательности взяты из ДНК хлоропластов — структур, отвечающих за фотосинтез. Можно предположить, что, когда растение замечает вредителя, оно жертвует хлоропластами, чтобы расщепить их генетический материал на мелкие защитные ДНК и уберечь листья от повреждения», — подытожил Оберемок.