Ученые изучили использование «неудачных» антибиотиков в качестве гербицидов
Ученые разработали новую стратегию для решения проблемы устойчивости сорных растений к гербицидам, переделав «неудачный» антибиотик в гербицид.
Когда дело доходит до защиты урожая, фермерам приходится сталкиваться со многими проблемами: с насекомыми, которые поедают растения, с микробами, заражающими листья, побеги и корни, и с инвазивными сорняками, конкурирующими с посевами за почву и солнце.
Количество вариантов гербицидов сокращается из-за распространения устойчивых к гербицидам сорняков и понятных законодательных запретов или ограничений на использование существующих гербицидов из соображений безопасности и защиты окружающей среды . Эти проблемы в сочетании с тем фактом, что в течение многих лет не производился новый тип гербицидов, вызвали опасения по поводу будущего устойчивого сельского хозяйства .
Теперь ученые из Университета Аделаиды в Южной Австралии придумали новое решение.
Эффективные гербициды, такие как широко используемый глифосат, не позволяют растениям вырабатывать определенные аминокислоты (белки), необходимые для различных процессов растений, включая рост. Исследователи поняли, что новый гербицид должен ингибировать молекулярный путь, ведущий к биосинтезу аминокислоты лизина.
По совпадению, медицинские исследователи были сосредоточены на разработке антибиотиков, которые ингибируют биосинтез лизина, в течение последних трех десятилетий. Однако большинство из них не вышли на рынок, поскольку оказались неэффективными против патогенов. Но, учитывая молекулярное сходство между бактериями и растениями, исследователи изучили использование «неудачных» антибиотиков в качестве гербицидов.
Изменив молекулярную структуру антибиотика-кандидата для лечения туберкулеза, который не смог выйти за пределы лаборатории, исследователи обнаружили, что он может блокировать выработку лизина.
«На рынке нет коммерчески доступных гербицидов, которые бы работали таким образом», — сказал Эндрю Бэрроу, один из соавторов исследования. «На самом деле, за последние 40 лет на рынок практически не поступало новых гербицидов с новыми механизмами действия».
Важно отметить, что исследователи говорят, что использование неудачных антибиотиков в качестве гербицидов не будет способствовать устойчивости к антибиотикам у людей, потому что они не убивают бактерии и не влияют на клетки человека.
Исследователи осознают неиспользованный потенциал своего открытия.
«Открытие может изменить правила игры для сельскохозяйственной отрасли», — сказала Татьяна Соарес да Кошта, корреспондент исследования. «Многие сорняки в настоящее время устойчивы к существующим на рынке гербицидам, что обходится фермерам в миллиарды долларов каждый год. Использование неудачных антибиотиков в качестве гербицидов обеспечивает кратчайший путь для более быстрой разработки новых, более эффективных средств от сорняков, которые нацелены на вредные и инвазивные сорняки, с которыми фермерам трудно бороться».
И, говорят они, открытие может принести пользу не только фермерам; это может привести к разработке гербицидов для домашнего использования.
«Наш подход к перепрофилированию может открыть гербициды с широким применением, которые могут уничтожать различные сорняки», — сказал Бэрроу.
Исследование было опубликовано в журнале Communications Biology.
Источник: Университет Аделаиды.
