A módszer ami „elhallgattat” egy gént
A növényvédelem történetében sokáig egyszerű volt az alapelv, hogy olyan anyagot kell kijuttatni a növényre, amely elpusztítja vagy legalább visszaszorítja a kártevőt, miközben a kultúrnövényben nem okoz elfogadhatatlan károsodást. Az új RNS-alapú növényvédő szerek egészen más logikát követnek. Nem egy általánosan mérgező vegyülettel támadják a rovart vagy a kórokozót, hanem egyfajta molekuláris üzenetet juttatnak el hozzá, amely egy előre kiválasztott gén működését kapcsolja ki. A módszer alapja az RNS-interferencia, röviden RNAi. Ennek megértéséhez nem kell molekuláris biológusnak lenni: képzeljük el, hogy a DNS egy hatalmas szakácskönyv, amelyben minden gén egy-egy recept.
AI-generált fotó forrása: Brian Penny, Pixabay
Ha a sejt valamelyik fehérjét elő akarja állítani, nem az egész könyvet viszi a „konyhába”, hanem másolatot készít a szükséges receptről. Ez a másolat a hírvivő RNS. Ha ezt a másolatot megsemmisítjük, a gén ugyan továbbra is ott van a DNS-ben, de a sejt nem tudja elkészíteni a hozzá tartozó fehérjét. Az RNS-alapú növényvédelem ezt használja ki. A kutatók olyan kettős szálú RNS-t, úgynevezett dsRNS-t terveznek, amelynek egy szakasza pontosan illeszkedik a kártevő valamely fontos génjének hírvivő RNS-éhez. Amikor ez bekerül a célzott szervezet sejtjeibe, működésbe lép annak természetes RNS-interferencia rendszere. A dsRNS kisebb darabokra hasad, ezek pedig mintegy molekuláris keresőcímkeként felismerik a megfelelő hírvivő RNS-t. A sejt ezután lebontja azt, így a szükséges fehérje termelése visszaesik vagy leáll.
Már nem csak laboratóriumi ötlet
Az RNAi növényvédelmi alkalmazása sokáig elsősorban kutatási témának számított, ma azonban már gyakorlati példa is létezik. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatala 2023-ban engedélyezett egy ledprona hatóanyagú, permetezhető bioinsekticidet a burgonyabogár ellen. A készítmény kereskedelmi neve Calantha, és hatóanyaga egy olyan dsRNS, amely a burgonyabogár egyik létfontosságú, a sejtek fehérjelebontó rendszeréhez kapcsolódó génjét (PSMB5 gént) célozza. A burgonyabogárnak a kezelt levelet el kell fogyasztania. A hatás ezért nem olyan, mint egy gyors taglózó rovarölő szeré. Az engedélyezett készítmény leírása szerint a lárvák általában két-három napon belül abbahagyják a táplálkozást, pusztulásukhoz azonban további napokra lehet szükség. A kezelés különösen a fiatal lárvák ellen hatékony.
Egy dsRNS szekvenciája ezzel szemben úgy tervezhető, hogy egy meghatározott kártevő egy adott génszakaszát ismerje fel. Emiatt lehetőség nyílhat arra, hogy a hasznos és más, nem célzott szervezeteket jóval kisebb mértékben érintse a kezelés. Ettől függetlenül minden új hatóanyagnál külön meg kell vizsgálni az esetleges nem célzott hatásokat.
