Китайські вчені наблизили створення ефективних РНК-фунгіцидів для контролю сірої гнилі

Сьогодні, 19:55

Фото: SuperAgronom.com

Сіра гниль соняшнику

Китайські вчені зробили важливий крок у розробці РНК-фунгіцидів нового покоління для боротьби із сірою гниллю (Botrytis cinerea). Дослідникам вдалося значно підвищити ефективність доставки дволанцюгової РНК до клітин збудника хвороби Botrytis cinerea за допомогою спеціального наноносія.

Результати дослідження опубліковані в журналі Plant Biotechnology Journal, пише Agropages.com.

Зазначається, це дослідження вирішує одну з найпостійніших проблем, що стоять перед розробкою РНК-пестицидів: як ефективно транспортувати молекули дцРНК через біологічні бар'єри цільових патогенів.

Botrytis cinerea, збудник сірої гнилі, вражає понад 1400 видів рослин і завдає значних економічних збитків у всьому світі. Попередні дослідження показали, що цей патоген демонструє відносно погане поглинання зовнішньо нанесеної дволанцюгової РНК, що обмежує практичне застосування стратегій контролю на основі РНК-інтерференції.

Щоб подолати цю перешкоду, дослідники розробили платформу нанодоставки на основі зіркоподібного полікатіону (SPc). Позитивно заряджений наноносій самоорганізується з негативно зарядженими молекулами дволанцюгової РНК (дцРНК) шляхом електростатичних взаємодій, водневих зв'язків та сил Ван-дер-Ваальса, утворюючи стабільні нанорозмірні комплекси.

Дослідження показало, що SPc значно покращує поглинання dsРНК грибковими клітинами.

Використовуючи флуоресцентну візуалізацію, транскриптомний аналіз, експерименти з пригніченням генів та просвічувальну електронну мікроскопію, дослідники виявили, що SPc активує два різних, але взаємопов'язаних шляхи клітинного транспорту:

ендоцитоз
трансмембранний транспорт

Нано-доставлена дцРНК проникала в клітини грибів у 2,19 раза ефективніше, ніж гола dsРНК. Тим часом кількість везикул, що містять вантаж, пов'язаних з ендоцитозом, збільшилася в 3,74 раза, тоді як частинки, пов'язані з трансмембранним транспортом, збільшилися в 1,87 раза.

Команда визначила шість ключових генів, які відіграють важливу роль у цих шляхах поглинання: pkc, ypt10, pil1, mfs1, mfs2 та mfs3. Коли ці гени були пригнічені, клітинне поглинання нано-доставленої dsРНК значно знижувалося.

Найцікавішим є те, що дослідники виявили, що ці два шляхи транспорту не працюють незалежно. Натомість вони взаємодіють один з одним для оптимізації клітинної інтерналізації. Блокування одного шляху спочатку зменшило поглинання дцРНК, але триваліше гальмування викликало компенсаторну активацію іншого шляху, що підкреслює складний механізм клітинної адаптації.

Завдяки підвищенню ефективності доставки та захисту молекул РНК новий підхід може стати основою для розробки більш точних і безпечних засобів боротьби зі сірою гниллю та іншими небезпечними хворобами сільськогосподарських культур.

Меланія Несмачна, SuperAgronom.com