РНК-интерференция победила колорадских жуков

Ученые из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка разработали технологию защиты растений от насекомых. Она основана на синтезе в пластидах рибонуклеиновой кислоты, выключающей работу жизненно важных генов паразитов. Описание технологии опубликовано в журнале Science.
РНК-интерференция — это механизм уничтожения чужеродной двуцепочечной РНК, имеющийся у всех ядерных организмов (растений, животных, грибов). Происхождение РНК-интерференции связано с противовирусной защитой — поскольку в норме в клетке двуцепочечная РНК не синтезируется, то ее наличие говорит о заражении вирусом. Такая «потенциально вирусная» РНК с помощью специальных белков нарезается на мелкие фрагменты (siRNA), которые затем используются для поиска совпадающих матричных РНК — клетка таким образом пытается уничтожить следы вируса. Если последовательность siRNA точно совпадет с одним из собственных генов клетки, ее мРНК все равно будет уничтожена. Если же этот ген относится к числу жизненно важных, то и сама клетка погибнет. 

Авторы новой работы решили использовать эту систему для борьбы с насекомыми. Для этого они заставили клетки растений вырабатывать двуцепочечную РНК, соответствующую по последовательности одному из генов насекомых — гену белка цитоскелета бета-тубулина. Такой подход ученые уже пытались использовать раньше, однако концентрация дцРНК в клетках была очень низкой из-за работы тех самых белков, которые должны были нарезать ее на siRNA. В результате скорость роста насекомых, которые питались ГМ-растениями, лишь немного снижалась. Авторы новой работы решили обойти эту сложность, введя ДНК-конструкцию, на которой синтезируется двуцепочечная РНК, не в ядерный геном, а в геном хлоропластов растений.  

Подобно митохондриям, хлоропласты (пластиды вообще) являются потомками бактерий, захваченных эукариотическими клетками миллиарды лет назад. Как и у всех бактерий, у них не работает система РНК-интерференции: вместо нее борьбу с вирусами осуществляет недавно открытая система CRISPR. Именно это позволяет накапливать в пластидах огромные запасы нужной дцРНК — по словам авторов, ее количество достигает 0,4 процента от всей (в том числе и рибосомальной) клеточной РНК. Кроме того, пластидные гены не переносятся с пыльцой, что делает их существенно более привлекательными с точки зрения экологической безопасности. Такие растения называются

.

Предложенная авторами технология оказалась очень эффективна: 100 процентов личинок колорадских жуков, которым давали листья ГМ-картофеля, умирали в течение пяти дней. Ученые надеются, что новая технология избавит от необходимости обрабатывать растения пестицидами, которые не только небезопасны, но и становятся все менее эффективными из-за того, что насекомые вырабатывают к ним устойчивость.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Американцы составили водную карту поверхности Луны

Основываясь на уточненных спектроскопических данных, американские астрофизики составили первые количественные карты содержания воды на поверхности Луны. Полученные данные показали, что основным источником воды на поверхности Луны является солнечный ветер. А составленные карты могут потом быть использованы для уточнения теоретических моделей поведения летучих веществ на безвоздушных космических объектах. Работа опубликована в Science Advances.