Przy pomocy narzędzi inżynierii genetycznej naukowcy stworzyli superwirulentny grzyb, który bardzo specyficznie zabija określone szkodliwe owady, łącznie z komarami przenoszącymi malarię i chrząszczami niszczącymi uprawy kawy. Nowa broń do walki ze szkodnikami nie skaża środowiska tak jak chemiczne pestycydy.

W listopadowym numerze czasopisma “Nature Biotechnology” naukowcy opisują, w jaki sposób udało im się skonstruować nową odmianę grzyba Metarhizium anisopliae, który stał się zdolny do aplikowania wybranym owadom neurotoksyny AaIT wytwarzanej przez skorpiona Androctonus australis, która zabija je w ciągu kilku dni.

Skorpiony wytwarzają toksyny doskonale przystosowane do zabijania owadów, które muszą zostać użądlone. Naukowcy musieli więc znaleźć sposób na wprowadzenie toksyny do organizmu owada z pominięciem drapieżnika. Grzyby okazały się dobrym rozwiązaniem, ponieważ posiadają naturalną zdolność infekowania. Gdy grzyb znajdzie się na powierzchni owada, wprowadza do jego ciała swoje strzępki i tam rośnie. Strzępki, przypominające malutkie rurki, zachowują się jak podskórne igły, wprowadzające błyskawicznie zabijającą toksynę.

Występujący naturalnie grzyb M. anisopliae i inne podobne szczepy były już wykorzystywane do kontroli szkodników roślinnych i komarów, ale wykazywały ograniczoną skuteczność w porównaniu ze środkami chemicznymi. Aby zabić komara przez grzyba, na jego powierzchni musi znaleźć się dość dużo spor i proces jest czasochłonny. Ogranicza wprawdzie ilość ukąszeń ludzi, ale nie chroni przed zarażeniem malarią czy dengą. Naukowcy próbują otrzymać superzjadliwy szczep grzyba, który szybko usunie komary. Badania prowadzi się także dla odmiany zabijającej chrząszcza - szkodnika kawy, Hypothenemus hampei, przynoszącego straty na naturalnych plantacjach kawy w Kolumbii i części Ameryki Łacińskiej. Na świecie istnieje ogromne zainteresowanie biopestycydami, które ochronią plantacje kawy.

Aby uzyskać grzyba zabijającego owady, naukowcy skonstruowali sztuczny gen skorpiona, który wstawili do genomu grzyba. Gen został tak zmieniony, aby mógł ulegać prawidłowej ekspresji w nowym gospodarzu, dodano mu także włącznik, dzięki któremu toksyna powstanie wyłącznie wtedy, gdy komórki grzyba znajdą się we krwi owada.

Badacze porównali infekcyjność dzikiego szczepu i zmodyfikowanego genetycznie grzyba wobec trzech insektów: skuteczność wobec komarów wzrosła dziewięciokrotnie, wobec gąsienic 22 razy i wobec Hypothenemus hampei - nawet 33 razy. Naukowcy pracują nad stworzeniem kolejnych wysoce specyficznych czynników biokontroli przeciw ważnym szkodnikom z wykorzystaniem całego wachlarza genów, w tym genów kodujących toksyny skorpiona.

Marta Warsińska

źródło: Biotechnews.com.eu

———————————
Oryginalna publikacja: Chengshu Wang & Raymond J St Leger, “A scorpion neurotoxin increases the potency of a fungal insecticide”, Nature Biotechnology, Published online: 11 November 2007, doi:10.1038/nbt1357