В настоящее время разрабатываются новые технологии для замены традиционных пестицидов, используемых для защиты растений, в частности таких культур, как зерновые.
Новый совместный проект между Университетом Хельсинки и Французским национальным центром научных исследований (CNRS) проливает свет на эффективность экологически чистых вакцин на основе РНК, которые защищают растения от болезней и вредителей.
Естественные проблемы в сельском хозяйстве у аграриев при выращивание различных растительных культур, вызывают значительные потери урожая ежегодно и угрожают глобальной продовольственной безопасности.
Против вредителей и различных болезней традиционно применяют химические препараты — пестициды, которыми опыляют растения. В дальнейшем последствия их применения распространяются всюду в природе. На сегодняшний день существует множество доказательств, что химия опасна для здоровья человека, всех видов животных, насекомых и окружающей среды.
Ученые совместно с биологами из исследовательской программы молекулярных и интеграционных биологических наук в биолого — экологическом университете Хельсинки предлагают новый подход к защите растений.
Он включает в себя вакцинацию растений от патогенов с помощью двух цепочечных молекул РНК, которые могут быть распылены непосредственно на листьях.
После этого вакцина запускает механизм, известный как интерференция РНК, который является врожденным защитным механизмом растений, животных и других (эукариоты) организмов против патогенов.
Действие препарата может быть нацелено на выбранный патоген с использованием молекул РНК, которые разделяют идентичность последовательности с генами вредителей и предотвращают их дальнейшее развитие (экспрессию).
Таким образом становится ясно, что молекулы двух цепочечной РНК не влияют на экспрессию генов в защищаемом растении, а лишь действуют на болезнь растений или вредителей. РНК также является общей молекулой в природе, которая быстро разлагается, а не накапливается в окружающей среде.
Задача разработки вакцин на основе РНК для защиты растений включала в себя производство самих молекул РНК. Молекулы двух цепочечной РНК были получены путем химического синтеза, как в качестве молекул лекарственного средства, так и в исследовательских целях, но такие методы производства являются неэффективными и дорогими для защиты растений.
В рамках новой программы исследований синтетической биологии академии в Финляндии, группа научных работников разработала современный метод производства двух цепочечных молекул РНК.
Вместе с Французским национальным центром научных исследований ученые продемонстрировали эффективность вакцин на основе РНК, полученных с использованием нового метода против вирусных инфекций растений. В этом способе используется система амплификации РНК бактериофага, т.е. вируса, разрушающего бактерии, и продуцирование РНК происходит в бактериальных клетках.
Этот новейший способ позволит эффективно производить вакцины на основе РНК и содействовать разработке и внедрению методов защиты растений.
Параллельно с этим, экологические движения всячески лоббируют через политиков разработку законодательных актов, которые постепенно запретят использовать химикаты, а будут задействованы только современные, экологически чистые методы защиты съедобных растений.