Forskere finder, at gendæmpende nanopartikler kan sætte en stopper for irriterende sommerskadedyr

Sommeren ville bare ikke være komplet uden myg, der napper i udsat hud. Eller ville det? Forskning udført af et team fra Kansas State University kan hjælpe med at løse et problem, som videnskabsmænd og skadedyrsbekæmpere har kløet til i årevis.

Kun Yan Zhu, professor i entomologi, og holdkammeraterne Xin Zhang, kandidatstuderende i entomologi fra Kina, og Jianzhen Zhang, en gæsteforsker fra Shanxi University, Kina, undersøgt ved hjælp af nanopartikler til at levere dobbeltstrenget ribonukleinsyre, dsRNA - et molekyle, der specifikt kan udløse gendæmpning - ind i myggelarver gennem deres mad. Ved at dæmpe bestemte gener, Zhu sagde, at dsRNA'et kan dræbe de udviklende myg eller gøre dem mere modtagelige for pesticider.

Gendæmpning udløst af dsRNA eller lille interfererende RNA, siRNA, er kendt som RNA-interferens, eller RNAi.

"RNAi er en specifik og effektiv tilgang til undersøgelser af tab af funktion i stort set alle eukaryote organismer, " sagde Zhu. Eukaryote organismer har celler, der indeholder en kerne, inden for hvilken genetisk materiale bæres og kan derfor manipuleres. Næsten alle dyr, planter og svampe er eukaryoter.

Når RNAi er udløst, det ødelægger messenger RNA, eller mRNA, af et bestemt gen. Dette forhindrer oversættelsen af ​​genet til dets produkt, dæmpe den. I tilfælde af Zhus forskning, RNAi blev brugt til at dæmpe gener, der er ansvarlige for produktionen af ​​kitin, hovedbestanddelen af ​​eksoskelettet hos insekter, krebsdyr og arachnider.

"Da vores RNAi er fokuseret på kitinsyntese, dsRNA'et, der leveres ind i myggelarverne, kan grundlæggende blokere produktionen af ​​kitin, " sagde Zhu.

Selvom lyddæmpningen endnu ikke er 100 procent effektiv i deres undersøgelse, Zhu sagde, at det efterlader myggens krop med mindre evne til at bekæmpe insekticider, som skal trænge igennem myggens eksoskelet. Hvis genet, kaldet kitinsyntase, kunne blive helt stille, myggene kan dø uden brug af pesticider, fordi kitinbiosyntesevejen ville blive blokeret, sagde Zhu.

Zhu teoretiserede at bruge nanopartikler til at levere dsRNA til myggelarver kunne fungere på grund af den lave succes med manuelt at injicere larver med dsRNA. Myggelarver lever i vand, men fordi dsRNA hurtigt forsvinder i vand, det kan ikke tilsættes direkte til larvernes fødekilde. Zhus gruppe opdagede, at brug af nanopartikler samlet fra dsRNA letter deres indtagelse af myggelarver, fordi nanopartiklerne ikke opløses i vand. Zhu sagde, at nanopartiklerne også kan stabilisere dsRNA'et i vand.

"Nu vil insekter have en meget større sandsynlighed for at få disse nanopartikler, der indeholder dsRNA'et, ind i deres tarm gennem fodring, " sagde Zhu.

Potentielt, lokkemad indeholdende dsRNA-baserede nanopartikler kunne udvikles til insektbekæmpelse, sagde Zhu.

"Fordi vi kan udvælge specifikke gener til tavshed, og nanopartiklerne er dannet af chitosan - en praktisk talt ugiftig og biologisk nedbrydelig polymer - denne skadedyrsbekæmpelsesteknologi kan målrette mod specifikke skadedyrsarter, samtidig med at den er miljøvenlig, " han sagde.

Myg blev udvalgt, Zhu sagde, på grund af den rigelige forskning i dem som menneskelige sygdomsvektorer. Andre insekter, selvom, kan få dæmpet deres gener. Zhu og hans samarbejdspartnere har også undersøgt gendæmpning i den europæiske majsborer og hos græshopper, et stort skadedyr i Kina. Nanopartikler behøvede ikke at blive brugt, fordi græshopper og europæiske majsborere ikke er vandlevende. Imidlertid, nanopartikel-baseret RNAi kan lette undersøgelserne af nye geners funktioner.