Исследователи распыляют на соевых тлей РНК, которая при внедрении в организм может препятствовать экспрессии определенных генов. Исследователи сообщают в журнале Insect Molecular Biology, что новый метод доставки «интерферирующей РНК» в тумане, вероятно, ускорит процесс обнаружения функции многих загадочных генов у насекомых.
Новая техника, впервые опробованная в отдельном исследовании медоносных пчел с использованием немного другого протокола, представляет собой значительное улучшение по сравнению с другими подходами - например, инъекцией РНК, что довольно сложно при работе с существом размером из пыльцевого зерна, сказали исследователи. По их словам, понимание функции генов является ключом к разработке новых подходов к борьбе с вредителями.
Соевая тля, Aphis glycines, является относительным новичком в США с ее родной территории в восточной и юго-восточной Азии. Впервые обнаруженная в 2000 году в Висконсине, тля быстро распространилась по большей части Среднего Запада США и восточной Канады. Исследования показали, что сильное заражение может привести к потере урожая на 40 и более процентов..
«Существуют разные популяции соевой тли, которые различаются по своей способности преодолевать защиту сои», - сказал профессор энтомологии Университета Иллинойса Эллисон Хансен, которая руководила новым исследованием вместе с аспиранткой Маргарет Тайру. «Если вы можете отключить определенные гены - заставить их экспрессировать меньше определенного белка, например, - будет легче обнаружить их функцию», - сказал Хансен. «Это может предоставить информацию, которая поможет в разработке новых систем борьбы с вредителями."
Введение РНК в организм животного может ослабить экспрессию определенных генов. По словам Хансена, иногда это предпочтительнее полного выключения гена, что может убить животное.
Прерывание механизма построения белка помогает ученым понять, что делают отдельные гены, сказал Тайру. Она сравнивает это с выяснением того, как работает двигатель автомобиля, грузовика или поезда, путем систематического извлечения деталей двигателя и наблюдения за результатами.
"Вытащим свечу зажигания и посмотрим, что произойдет", сказала она. "Машина едет? Поезд уже едет?"
Но ввести РНК в тело тли - непростая задача. Общие методы включают инъекцию РНК или создание растения в лаборатории для производства РНК в его тканях и кормления насекомого ею. В последнем случае РНК часто разрушается в кишечнике насекомого, что снижает ее эффективность.
Оба метода утомительны, дороги и неэффективны. В результате процесс открытия генов у многих насекомых, сосущих сок, таких как тля, замедлился до минимума, сказал Хансен.
«У нас есть все эти геномные данные, и мы не знаем, что с ними делать», - сказала она. «Люди просто отчаянно хотят получить что-то, что будет работать».
«Распыляя РНК аэрозолем, мы можем доставить ее непосредственно к тканям-мишеням», - сказал Тайру.
Исследователи распыляли на тлю крошечные капельки РНК, связанные с наночастицами. Они поместили насекомых в небольшую камеру и облили смесью.
«После этого они не выглядят счастливыми, потому что им не нравится вода», - сказал Хансен. «Они похожи на грустных мокрых собак».
Тля оживилась, когда вернулась на свои растения-хозяева, говорят исследователи.
Исследователи обнаружили, что распыление соевой тли с помощью РНК, связанной с наночастицами, блокирует функцию определенного целевого гена, известного как «bcat». Этот ген играет роль в деградации - и, возможно, также в синтезе - аминокислот с разветвленной цепью. Исследователи обнаружили, что взрослые насекомые, подвергшиеся воздействию РНК bcat, были значительно меньше, чем их не подвергшиеся воздействию сверстники, и меньше, чем насекомые, подвергшиеся воздействию только наночастиц. Использование наночастиц, покрытых РНК, улучшило поглощение РНК через крошечные дыхательные трубки в телах насекомых, называемые трахеолами..
Однако тот же метод не работал с другими видами тлей. Он также не смог произвести изменения при нацеливании на другой ген.
Хансен называет новые результаты доказательством того, что метод распыления может быть успешным - по крайней мере, в отношении некоторых насекомых, сосущих сок, таких как тля, с которыми, как известно, трудно работать.
«Этот метод продвинет нашу область исследований, особенно в отношении насекомых, где другие методы не работают», - сказала она.