Ученые обнаружили натуральный гербицид нового типа

Растениям и микроорганизмам в почве необходимо пространство для роста, для получения которого микроорганизмы могут производить и использовать химические вещества, уничтожающие своих конкурентов. Но микробам также необходим иммунитет от собственных ядов.

Изучая этот защитный механизм в микроорганизмах, в частности гены, которые участвуют в данном процессе, команда инженеров и ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) обнаружила новый и потенциально высокоэффективный тип гербицида, способный уничтожать сорняки. Это открытие может привести к созданию нового типа коммерческих гербицидов. Исследование является актуальным наряду с тем, что сорняки продолжают развивать устойчивость к нынешним разновидностям гербицидов, передает eurekalert.org.

Используя технику, которая объединяет научные данные и геномику, команда ученых обнаружила новый гербицид во время того, как исследовала гены тысячи грибков. В итоге был найден один, который был способен обеспечить иммунитет против грибковых ядов.

Гербицидная молекула (сверху), которая подавляет фермент (внизу), необходимый растениям.

«Микроорганизмы очень умны, защищая себя от мощных молекул, которые они создают, чтобы уничтожить своих врагов. Наличие этих генов устойчивости приоткрывает завесу функционирования их молекул. Теперь мы имеем возможность изучать детальнее данные молекулы и применять их в различных сферах области здоровья человека и сельского хозяйства», — заявил один из главных научных сотрудников данного исследования, профессор Калифорнийского университета Йи Танг.

Например, если обнаружен ген устойчивости, который защищает микроорганизм от антибактериального продукта, существует вероятность того, что микроорганизм также содержит в себе гены для получения того же антибактериального соединения.

Действие нового гербицида основано на подавлении функции фермента, которая необходима для выживания растений. Фермент является ключевым катализатором в важном метаболическом процессе, во время которого образуются незаменимые аминокислоты. Когда этот процесс нарушается, растения умирают.

«Важный аспект нашей работы заключается в том, что мы не только обнаружили новый гербицид, но и точное воздействие его на растение, открыв возможность модификации сельскохозяйственных культур с целью создания их устойчивости к коммерческому продукту на основе этого гербицида», — отметил соавтор исследования, профессор молекулярной и клеточной биологии в колледже UCLA Стивен Якобсен.

Чтобы подтвердить эффективность нового гербицида, команда UCLA протестировала новый гербицид на резуховидке (лат. Arabidopsis — растение часто используемое в лабораторных экспериментах). Во время тестирования гербицид уничтожал растения после распыления. Исследователи также имплантировали ген устойчивости из гриба в геномы резуховидки. В результате чего, растения с имплантированным резистентным геном, были невосприимчивы к гербициду.