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RNAベースの物質は、広範囲にわたる植物ウイルスと戦うために新しい道を開きます

MLUの研究者によって開発された新しい有効成分の助けを借りて、植物はキュウリのモザイクウイルスから簡単に保護できます。クレジット：Uni Halle / Heiko Rebsch 新しいRNAベースの活性剤は、農業と園芸における最も一般的なウイルスであるキュウリモザイクウイルス（CMV）から植物を確実に保護します。彼らは、マーティン・ルーサー大学のハレ・ウィッテンベルク（MLU）の研究者によって開発されました。 有効成分には広いスペクトル効果があります。一連のRNA分子は、ウイルスとの闘いにおける植物の免疫システムをサポートしています。実験室の実験では、治療を受けた植物の80〜100％が、チームが報告しているように、高いウイルス量の感染症を生き延びました。 核酸研究。 彼らの論文は、ジャーナルによって「画期的な記事」として選択されています。研究者は現在、研究室から実践にアイデアを移すことに取り組んでいます。 キュウリのモザイクウイルスは、作物にとって特に壊滅的なウイルスです。約90種のアブラムシがウイルスを伝達し、1,200を超える植物種に影響します。これらには、スカッシュ、きゅうり、穀物、薬用植物や芳香植物などの多数の農作物が含まれます。感染した植物は、葉の特徴的なモザイクパターンによって簡単に識別されます。 感染すると、植物は繁栄できず、果物は販売できません。現在までに、CMVに対する承認されたエージェントは存在しません。ただし、MLUの研究者による新しい仕事は、長期的な解決策を提供する可能性があります。基本的な考え方は、植物の自然な防御を正しい方向に向けることにより、ウイルスと戦うことです。 ウイルスが植物に感染すると、植物の細胞を宿主として使用します。ウイルスは、植物細胞のリボ核酸（RNA）分子の形でその遺伝物質を介して増殖します。注入されると、これらの外来RNA分子は、植物の免疫系からの初期反応を引き起こします。特別な酵素はさみがウイルスRNA分子を認識して切断します。 このプロセスは、植物全体に広がり、免疫応答の2番目のステップをトリガーする小さな干渉RNA（siRNA）を生成します。 siRNA分子は特別なタンパク質複合体に結合し、ウイルスのRNA分子に導きます。そこに行くと、タンパク質は、それらを無害で分解可能な断片に変換することにより、ウイルスの有害なRNA分子を分解し始めます。 「一般に、この防御プロセスはあまり効果的ではありません。ウイルス感染は多くの異なるsiRNA分子を生成しますが、保護効果があるのはごくわずかです」と、MLUの生化学およびバイオテクノロジー研究所のSven-Erik Behrens教授は言います。彼のチームは、その過程で非常に効率的なsiRNA分子を特定する方法を開発しました。 さらに重要なステップでは、これらのsiRNA分子のいくつかをいわゆる効率的な二本鎖RNA分子（edsRNA）に組み合わせることができました。これは、植物での使用に特に適しています。これらのedsrnasは、植物細胞に入った直後にsirnasに分解される一種の「パッケージ」として機能します。このようにして、多数の非常に効果的なsiRNA分子が、その場に保護的な抗ウイルス効果を発揮することができます。 有効成分は、キュウリのモザイクウイルスから植物を確実に保護します。両方の植物にウイルスに感染しましたが、写真の左側の標本は保護されていませんでした。クレジット：Uni Halle / Heiko Rebsch チームは、モデルプラントのニコタニアベンサミアナで多数の実験室実験を実施し、エドスルナベースのアクティブエージェントがキュウリモザイクウイルスから確実に保護することを示すことができました。 「私たちの実験の植物は非常に高いウイルス量に感染していました。私たちの未処理の植物はすべて死にました」とBehrens氏は説明します。 最新の科学、技術、スペースを発見してください 100,000人の加入者 毎日の洞察をPhys.orgに頼っている人。無料のニュースレターにサインアップし、問題が重要なブレークスルー、イノベーション、研究の最新情報を入手してください。毎日または毎週。 対照的に、治療を受けた植物の80〜100％が生き残った。 EdsRNAエージェントには別の特別な利点があります。パッケージが分解されると、さまざまな部位でウイルスのみを攻撃する効率的なsiRNA分子が生成されます。これにより、保護効果が大幅に向上します。 「キュウリモザイクウイルスなどのRNAウイルスは、急速に進化できるため危険です。さらに、このウイルスの遺伝物質は3つの別々の部分で構成されており、混合され、新しい変異の可能性をさらに高めます。 チームはまた、効率的なsiRNAのスクリーニングのプロセスを最適化しており、2〜4週間以内に新しいウイルス変異をターゲットにする手順を適応させることができます。 「時間は重要な要素です。新しいウイルスバリアントが出現すると、それに応じてアクティブなエージェントを非常に迅速に変更できます」とBehrensは説明します。このアプローチは、他の病原体や害虫にも適用される場合があります。 これまで、物質は注射または植物の葉にこすりつることによって、実験室に手動で投与されてきました。チームは、MLUの薬剤師および薬物送達の専門家KarstenMäder教授と協力して、RNAベースの物質をより耐久性があり、植物に簡単に適用できるようにしています。 たとえば、スプレーすることができます。同時に、研究者は、実際の条件下でRNAベースの物質をテストするためのフィールドトライアルを計画しています。そして、彼らは将来の産業生産について企業と話している。 さらに、潜在的な新しい作物保護製品は依然として承認プロセスを経る必要があるため、キュウリのモザイクウイルスと戦う製品が市場に参入するのはしばらく前になります。 「しかし、私たちのアプローチは実行可能であると確信しています。RNAベースの有効成分を備えた最初の作物保護製品は最近米国で承認されました」とBehrens氏は言います。 詳細： Marie…