Европейские ученые внесли ген феромона насекомых в ДНК табака. Выделяя его, растения препятствуют нормальному размножению вредителей и снижают потребности в пестицидах.
Многие виды животных используют для коммуникации друг с другом выделения особых желез — феромоны. Разные феромоны могут предупреждать муравьев об опасности, саранчу заставлять собираться в стаи, сигнализировать мотылькам о близости готовых к спариванию сородичей и тому подобное. Иногда их применяют в сельском хозяйстве, опрыскивая посадки искусственно синтезированными «сексуальными» феромонами, препятствуя нормальному размножению насекомых-вредителей.
Такую «химическую атаку» растения могут проводить и самостоятельно. Это продемонстрировали биологи из Великобритании и Испании, получив генетически модифицированный табак, способный синтезировать и выделять феромоны насекомых. При этом Николе Патрону (Nicola Patron) и его коллегам удалось добиться, чтобы эта дополнительная нагрузка не сказывалась на росте и производительности самого растения. Их статья опубликована в Plant Biotechnology Journal.
Ученые проводили эксперименты с популярным модельным растением — табаком Бентхама, родственником американских видов табака. Они выступают частыми объектами генетических манипуляций: ранее табак уже «научили» производить вакцину от гриппа и даже кокаин. Теперь же Патрон и его соавторы искусственно синтезировали последовательность ДНК, кодирующую феромоны целого ряда опасных мотыльков — вредителей растений, включая разные виды совок и огневок. Готовый фрагмент внесли в клетки табака с помощью технологии CRISPR.
Кроме того, эту ДНК оснастили несколькими регуляторными участками, позволяющими точно контролировать ее активность. Делается это за счет применения медного купороса (сульфата меди), популярного удобрения и фунгицида, который уже широко используют в сельском хозяйстве. Варьируя его концентрации в воде и почве, можно менять производство феромона, поддерживая его на нужном уровне, но не истощая ресурсы самого ГМ-растения.
«Главное преимущество применения таких растений в том, что получать аналогичные сложные молекулы химическими методами намного дороже. Растения сами по себе способны синтезировать множество полезных молекул, и мы можем адаптировать уже имеющиеся у них средства. В будущем могут появиться целые парники, растительные фабрики, с помощью которых будут производиться сложные химические соединения», — резюмировал Никола Патрон.