Большинство знают о ламах, как о милых животных, которые привлекают зрителей в зоопарке или в естественной среде перевозят грузы в южноамериканских Андах. Однако, ученые видят лам как источник нового класса биологических, устойчивых средств защиты растений.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей Стива Сэвиджа, магистра биологии в Стэнфорде и доктора философии по фитопатологии в Калифорнийском университете в Дэвисе (автор занимается, в основном, болезнями винограда), опубликованной на портале geneticliteracyproject.org: «Сегодня ведется работа над созданием новых биопрепаратов для защиты растений на основе антител ламы.
Как и все млекопитающие, включая человека, ламы имеют сложную иммунную систему, включающую два вида лейкоцитов и набор специализированных белков, называемых «антителами», которые связываются с «антигенами» болезнетворных агентов, таких как бактерии, вирусы и грибы. Иммунная система «учится» распознавать эти антигены после заражения животного, а затем использует их для предотвращения будущих инфекций. Люди и животные могут получить такую же пользу благодаря вакцинации, когда они подвергаются воздействию только антигенов инфекционного заболевания или патогена.
Нормальные антитела представляют собой большие и сложные белки, и ламы производят их. Но они и родственные им животные, такие как верблюды и альпаки, также образуют меньшую категорию антител. Антигенсвязывающий домен таких более простых антител, иногда называемых «нанотелами», составляет примерно десятую часть размера обычных антител.
Синтетические версии этих белков уже разрабатываются как целевые лекарства для человека и как методы для облегчения состояния при неизлечимых болезнях, таких как муковисцидоз. Теперь также возможно производить противовирусные препараты с помощью передовых систем ферментации, разработанных за последние несколько десятилетий. Эти методы используются для производства всего: от лекарств для человека до соевого гема в «невозможном гамбургере».
Вскоре продукты, созданные на основе антител ламы и выращенные в сложной современной системе ферментации, пригодятся для защиты фруктов и овощей от грибов. Biotalys, бельгийская компания с американским присутствием, занимается именно этим — разрабатывает продукты биоконтроля на основе белков, нацеленные на вредителей и болезни растений.
Например, серая гниль (гриб Botrytis cinerea) – известная головная боль производителей фруктовых и овощных культур. Команда компании определила критический элемент, который необходим грибу для заражения растения, но который уникален для этого вредителя. Затем ламе ввели часть этого материала, чтобы она выработала одно из своих уникальных антител, способных связываться с целевым антигеном плесени, инактивируя его и, таким образом, действовать как биологический фунгицид, останавливая процесс заражения.
Лама выполнила свою роль, «предложив» последовательность аминокислот с такой связывающей способностью. Ученые взяли это в качестве отправной точки для разработки еще меньшего белка, который все еще выполняет специфическое связывание, но который может быть получен посредством ферментации.
Эта новая категория средств защиты растений имеет несколько преимуществ. Во-первых, они чрезвычайно специфичными, связываясь только с уникальным ферментом или другим свойством вредителя и не оказывая никакого «нецелевого» воздействия.
Во-вторых, могут обеспечить новые «способы действия» для борьбы с вредителями, и это важно, потому что грибы и другие вредные организмы очень хорошо развивают устойчивость. Программы комплексной борьбы с вредителям, направленные против выработки устойчивости, включают смешивание и подбор агентов с различными механизмами действия, включая химические фунгициды, агенты биологической борьбы, а теперь и фунгициды на основе антител.
В-третьих, подобные белки быстро распадаются на аминокислоты, из которых они состоят, становятся пищей для почвенных организмов.
Компания Biotalys разработала методы составления рецептур, позволяющие обеспечить защиту растений от этих белков на срок до семи дней, но затем они биоразлагаются и исчезают.
Вполне вероятно, что первый из этих продуктов может быть доступен фермерам в США уже во второй половине следующего года. Тогда все мы, кто любит вкусные фрукты и овощи, сможем отблагодарить ламу».
(Источник: geneticliteracyproject.org. Автор: Стив Сэвидж, магистр биологии в Стэнфорде и доктор философии по фитопатологии в Калифорнийском университете в Дэвисе. Заглавное изображение: Baylor College of Medicine).
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.