Инженеры создают «умные» токсины для борьбы с устойчивыми вредителями

Одна из самых успешных стратегий защиты растений — внедрение в них генов бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), которые кодируют белки, убивающие поедающих их вредителей.

Однако насекомые-вредители эволюционируют и развивают устойчивость к Bt-токсинам, что угрожает этому методу. В новом номере Nature Biotechnology группа исследователей под руководством профессора Брюса Табашника из Университета Аризоны сообщает, что небольшая модификация структуры токсинов позволяет преодолеть защиту некоторых основных вредителей, устойчивых к природным, немодифицированным Bt-токсинам.

• Специфичность действия: Bt-токсины убивают только определённых насекомых, имеющих подходящие рецепторы в кишечнике. Это делает их экологичным средством, не вредящим полезным насекомым, таким как пчёлы или божьи коровки.
• Механизм устойчивости: Токсины связываются с рецепторами (белками кадгеринами) на поверхности клеток кишечника, как ключ с замком. Устойчивость возникает из-за естественных мутаций, которые меняют этот «замок» (кадгерин), и токсин перестаёт связываться.
• Новый подход: Учёные из Национального автономного университета Мексики (UNAM) предположили, что можно генетически модифицировать Bt-токсин, предварительно «подрезав» его так, чтобы для активации ему больше не требовался интактный кадгериновый рецептор.
• Результаты испытаний: Модифицированные токсины успешно убивали:
  • Гусениц табачного бражника (Manduca sexta), у которых выработка кадгерина была заблокирована.
  • Устойчивых гусениц розового коробочного червя (Pectinophora gossypiella), имеющих мутации в гене кадгерина.
• Глобальный эксперимент: При тестировании на различных устойчивых штаммах насекомых со всего мира выяснилось, что модифицированные токсины работают не во всех случаях с кадгериновой устойчивостью и, что удивительно, эффективны против некоторых насекомых с другими механизмами устойчивости.
• Выводы и перспективы: Эффективность модифицированных токсинов необходимо оценивать для каждого конкретного случая. Лабораторные результаты выглядят многообещающими, и компания Pioneer инвестировала в эту технологию. Технология лицензирована через Университет Аризоны для UNAM, которая выбрала Pioneer в качестве коммерческого партнёра. Окончательная эффективность станет ясна после полевых испытаний.