Поменяйте ситуацию: как шипованные белки могут остановить вирусы сельскохозяйственных культур, передающиеся тлей
Тля уже давно досаждает фермерам и садоводам, действуя как vectorЭто связано с многочисленными смертельными вирусами растений, которые губят такие культуры, как соя и хлопок. Однако новаторское исследование, проведенное Мишель Хек из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (ARS), предлагает новую стратегию борьбы с этими вредителями с использованием белков-шипов тех самых вирусов, которые они распространяют.
Роль шиповатых белков в передаче вируса
Белки-шипы, которые привлекли широкое внимание из-за COVID-19, играют решающую роль в передаче многих вирусов, в том числе поражающих сельскохозяйственные культуры. Полеровирусы, например, передаются тлей и представляют значительную угрозу для различных культур, в том числе тех, которые используются в производстве биотоплива и хлопка.
Мишель Хек, молекулярный биолог-исследователь из ARS, использовала рентгеновскую кристаллографию, чтобы составить карту структуры белков-шипов этих вирусов. Это детальное понимание позволило ей разработать новый метод предотвращения передачи вируса, переносимого тлей. «Используя рентгеновскую кристаллографию, мы знаем, как выглядит этот шиповидный белок на этом вирусе», — объяснил Хек. «Это был крупный прорыв, потому что эти вирусы изучались очень давно, с 1960-х годов, и никому не удавалось взглянуть на структуру».
В будние дни. Отписаться можно одним щелчком мыши.
Гениальный подход: свободные шипованные белки
Хек и ее команда, в том числе бывшая аспирантка Дженнифер Уилсон, сейчас работающая в отделе исследования качества кукурузы, сои и пшеницы ARS, разработали инновационное решение. Они произвели белки со свободными шипами, идентичные тем, которые обнаружены на поверхности вируса, но без самого вируса. При кормлении тлей эти белки захватывали рецепторы в клетках тли, предотвращая связывание и заражение настоящих белков вирусных шипов и инфицирование тли.
Этот метод эффективно блокировал передачу вирусов, как описано в их статье, опубликованной в Nature Communications. «Протеин-шип не токсичен», - отметил Хек. «Он присутствует в продуктах питания, потому что эти вирусы распространены повсеместно. Наш анализ показал, что эта структура, вероятно, является основой для этого конкретного белка во всех этих родственных вирусах», что указывает на потенциальное применение против широкого спектра вирусов сельскохозяйственных культур.
Потенциал для решения двойного назначения
Примечательно, что свободные белки шипов также оказались очень смертоносными для тли, что позволяет предположить их двойное использование в качестве инсектицида и блокатора передачи вируса. «Это можно использовать в качестве нового инсектицида, который также блокирует передачу инфекции», — сказал Хек. «Вы получаете удар 1-2: у тли, которую вы не убиваете, передача будет заблокирована».
Наиболее многообещающий метод доставки этих белков тле, вероятно, будет включать использование трансгенных культур, экспрессирующих белок-шип. Такие культуры уже используются в различных секторах сельского хозяйства, и проводятся исследования, чтобы проверить их эффективность и в защите нетрансгенных растений.
Открытие использования белков-шипов вируса для предотвращения передачи вируса, переносимого тлей, представляет собой значительный прогресс в защите сельскохозяйственных культур. Этот инновационный подход не только предлагает более безопасную альтернативу пестицидам, но также представляет собой новый мощный инструмент для защиты экономически важных культур. По мере развития исследований эта стратегия может революционизировать методы борьбы фермеров с болезнями, передающимися тлей, обеспечивая более здоровые и устойчивые культуры.
