Wiedza o tym, w jaki sposób toksyna Bt dziurawi komórki owadziego jelita i jak to się dzieje, że niektóre insekty nabywają oporność, jest według meksykańsko-amerykańskiej grupy badawczej kluczem do zaprojektowania nowych toksyn mających pomóc zwalczać szkodniki roślin uprawnych.

Niektóre owady rozwinęły oporność na tę grupę trucizn, powszechnie stosowanych na świecie m.in. do zwalczania szkodników bawełny i kukurydzy, a także niektórych owadów przenoszących choroby, np. komarów. Odkrycie jest szczególnie ważne dla bawełny na ogromnym obszarze północnego Meksyku, Teksasu i Arizony, gdzie 90 procent bawełny to rośliny Bt. Naukowcy mówią, że ich celem jest kontrolowanie owadów w sposób przyjazny dla środowiska tak, aby ograniczyć szkody wyrządzane uprawom przez insekty i ograniczyć zarażanie ludzi przenoszonymi przez nie chorobami. Toksyny Bt zabijają tylko określone grupy owadów, nie szkodząc innym organizmom.

Naukowcy z Meksyku stworzyli nową wersję toksyny wprowadzając pewne modyfikacje w kodującym ją genie. Następnie grupa z Uniwersytetu w Arizonie przetestowała ją na opornych na Bt larwach Pectinophora gossypiella, głównym szkodniku bawełny. Naukowcy przewidzieli, że zmiana pewnego niewielkiego fragmentu białka toksyny spowoduje zabicie owadów.

Odkrycie opiera się na zrozumieniu działania cząsteczki receptora zwanej kadheryną w błonach komórek jelit owadów. Normalne kadheryny wiążą toksynę Bt zgodnie z modelem zamka i klucza. Po związaniu toksyny enzym odcina jej kawałek, co prowadzi do łączenia się pozostałych części toksyn i tworzenia porów w błonach komórkowych, co z kolei prowadzi do wycieku zawartości komórek i ich śmierci, a w konsekwencji szybkiej śmierci owada. Zmutowane, oporne owady mają zmienioną kadherynę, tak, że nie łączy się ona z białkiem Bt. Stworzone przez meksykańskich naukowców toksyny mają już odcięty odpowiedni fragment, więc agregują i tworzą zabójcze pory bez jakiegokolwiek udziału kadheryn.

Do współpracy meksykańskich i amerykańskich badaczy doszło przez przypadek, ale okazała się ona owocna, gdyż jedni posiadali wiedzę, dlaczego ich owady są oporne, a drudzy mieli pomysł na stworzenie toksyny omijającej mechanizm oporności. Obecnie naukowcy z obu zespołów badawczych wystąpili o przyznanie im międzynarodowego patentu, a efektem ich współpracy jest publikacja w czasopiśmie “Science“.

Marta Warsińska

źródło: ScienceDaily.com

———————————
Oryginalna publikacja: Mario Soberón et al., “Engineering Modified Bt Toxins to Counter Insect Resistance”, Science, Published Online November 1, 2007, DOI: 10.1126/science.1146453