密歇根州立大學(xué)昆蟲學(xué)系的研究人員已經(jīng)解開了關(guān)鍵，以保持殺蟲劑在消滅害蟲方面的有效性，同時(shí)不會(huì)殺死蜜蜂等有益的蟲子。這項(xiàng)研究發(fā)表在最新一期的“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上，表明分子調(diào)整可以帶來不同。
擬除蟲菊酯靶向電壓門控鈉通道，這是一種在神經(jīng)和肌肉細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，用于快速電信號(hào)傳導(dǎo)。擬除蟲菊酯基本上通過與鈉通道的電壓門結(jié)合并防止其關(guān)閉而起作用。神經(jīng)系統(tǒng)過度刺激，昆蟲被殺死。然而，這些殺蟲劑對(duì)人類或其他哺乳動(dòng)物的影響不同。
密歇根州立大學(xué)昆蟲毒理學(xué)家和神經(jīng)生物學(xué)家，該論文的共同作者柯東，研究了一種蛋白質(zhì)，它可以提供與人類相同的抵抗力的熊 - 類似于擬除蟲菊酯殺蟲劑的tau-fluvalinate。董先生曾與河南農(nóng)業(yè)大學(xué)(中國(guó))的第一作者吳少英合作，他在東方實(shí)驗(yàn)室作為訪問學(xué)者進(jìn)行了研究。
“我們第一次發(fā)現(xiàn)蜜蜂鈉通道中獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征會(huì)干擾tau-fluvalinate與大黃蜂鈉通道的結(jié)合，”Dong說。“這開啟了設(shè)計(jì)新化學(xué)物質(zhì)的可能性，這些化學(xué)物質(zhì)針對(duì)的是害蟲的鈉通道，而不是蜜蜂�！�
鈉通道是超過2,000個(gè)氨基酸殘基的大跨膜蛋白。董的實(shí)驗(yàn)室花了很多年時(shí)間來揭開這一開創(chuàng)性的進(jìn)步。科學(xué)家最初開始使用來自其他昆蟲的鈉通道，如蚊子，果蠅，蟑螂，螨蟲和蜱蟲，以找到擬除蟲菊酯與昆蟲鈉通道結(jié)合的位置，以有效殺死它們。他們得到了大自然的幫助。
“通過檢查已經(jīng)對(duì)擬除蟲菊酯產(chǎn)生抗性的野生蚊子，我們能夠幫助縮小可能聚焦的潛在地點(diǎn)，”Dong說。
具體來說，在之前的一項(xiàng)研究中，董和團(tuán)隊(duì)確定了突變，使通道對(duì)擬除蟲菊酯更具抗性。他們與加拿大麥克馬斯特大學(xué)的計(jì)算機(jī)建模專家Boris Zhorov合作，在昆蟲鈉通道上發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不同的擬除蟲菊酯結(jié)合位點(diǎn)。他們還發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物和昆蟲對(duì)擬除蟲菊酯不同反應(yīng)之間的分子差異。
對(duì)于目前的研究，該團(tuán)隊(duì)專注于一個(gè)長(zhǎng)期的謎團(tuán)，即蜜蜂和蜜蜂對(duì)大多數(shù)擬除蟲菊酯非常敏感，但它們對(duì)tau-fluvalinate有抵抗力。目前，tau-fluvalinate被廣泛用于控制農(nóng)業(yè)害蟲和瓦螨，這是世界范圍內(nèi)蜜蜂的最大威脅之一。
最終，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該通道對(duì)tau-fluvalinate具有抗性，但對(duì)其他擬除蟲菊酯敏感。進(jìn)一步的突變分析和計(jì)算機(jī)模擬揭示了大黃蜂鈉通道中的特定氨基酸殘基是造成選擇性毒性的原因。
未來的研究將檢查來自各種害蟲和有益昆蟲的鈉通道，以探索擬除蟲菊酯結(jié)合位點(diǎn)的特征，這可以為設(shè)計(jì)新的和選擇性農(nóng)藥奠定基礎(chǔ)。它還將闡明有害生物如何隨著時(shí)間的推移對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生抗性以及有益昆蟲如何在田間對(duì)它們作出反應(yīng)。
蘇公網(wǎng)安備
32072402010026號(hào)
