По данным Всемирной организации здравоохранения, от болезней, переносимых комарами, ежегодно умирает более 700 000 человек, а с комарами, которые распространяют эти болезни, трудно бороться. Большинство видов выработали устойчивость ко всем основным классам синтетических инсектицидов, многие из которых представляют опасность как для окружающей среды, так и для здоровья.
Биопестициды, получаемые из живых организмов, могут снизить устойчивость к химическим инсектицидам и стать экологически безопасным решением. В журнале Applied and Environmental Microbiology исследователи сообщили, что бактериальные изоляты, собранные на острове Крит, действуют как инсектициды против комаров (Culex pipiens molestus), которые могут переносить патогены, опасные для человека, такие как вирус Западного Нила и вирус лихорадки Рифт-Валли. В ходе лабораторных испытаний экстракты, содержащие метаболиты, вырабатываемые тремя изолятами, убивали 100 % личинок комаров в течение 24 часов после воздействия.
Ученые отметили, что эти метаболиты могут стать основой для разработки биопестицидов с минимальным негативным воздействием на окружающую среду. «Они быстрее разлагаются и поэтому не накапливаются, а также не убивают такое большое количество различных видов насекомых, как химические инсектициды», — сказал Джордж Димопулос, молекулярный энтомолог и микробиолог из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе.
Исследования Димопулоса сосредоточены на изучении комаров, переносящих патогены, опасные для человека. За последние 15 лет его группа обнаружила микробы, которые вырабатывают метаболиты, препятствующие развитию патогенов, вызывающих малярию и лихорадку денге, а также некоторые бактерии, способные убивать комаров.
Для новой работы ученые собрали 186 образцов в 65 местах по всему Криту. Образцы включали верхний слой почвы, почву вокруг корней растений, ткани растений, пробы воды и мёртвых насекомых. Затем исследователи поместили личинок C. pipiens molestus в водные растворы, содержащие наиболее перспективные изоляты, обнаруженные в образцах. Более 100 изолятов убили всех личинок комаров в течение 7 дней, а 37 из них убили личинок в течение 3 дней. По словам Димопулоса, эти 37 изолятов относятся к 20 родам, многие из которых ранее не рассматривались как потенциальные биопестициды.
Дальнейший анализ показал, что быстродействующие бактерии убивали личинок не путём заражения, а вырабатывая такие соединения, как белки и метаболиты. Это многообещающий результат, поскольку он говорит о том, что инсектицид на основе этих бактерий не будет зависеть от жизнеспособности микробов. Полученные данные имеют значение не только для борьбы с комарами, но и для создания безопасных биопестицидов для борьбы с сельскохозяйственными вредителями.
Теперь специалисты начали более тщательно изучать химическую природу новых инсектицидных молекул и определять, они являются белками или метаболитами. Ученые также анализируют спектр пестицидной активности бактерий, в том числе проверяют изоляты на других штаммах комаров, переносящих патогены, и сельскохозяйственных вредителей.
Биопестициды часто быстро разлагаются и требуют многократного применения, поэтому будет непросто найти правильный способ их разработки и доставки. «Сейчас мы находимся на этапе фундаментальных исследований, чтобы понять химическую структуру молекул и механизм их действия, а затем перейдем к практическому этапу, нацеленному на разработку продуктов», — заключили ученые.
[Фото: Freepik.com]
