«В Кельнском биоцентре созданы прекрасные условия для прояснения структуры, и нам нужен только один образец насекомого, чтобы идентифицировать до 100 нейропептидов, обнаруженных у этого вида», — объясняет Предел роль своего института в проекте. «Эти вопросы идеально подходят для нашего исследования». Вредители, являющиеся мишенями в этом исследовании, включают моль, саранчу, тлю, мух и жуков, которые либо напрямую повреждают посевы, поедая их, либо косвенно, распространяя вирусы растений.Традиционно используемые пестициды — это яды, которые не делают разницы между вредными и полезными насекомыми или пауками.
Более того, несмотря на использование этих химикатов, отдельные экземпляры насекомых обычно выживают и становятся устойчивыми к пестицидам. Их естественные хищники часто страдают гораздо сильнее, потому что они существуют в значительно меньшем количестве. В результате в следующем поколении популяция насекомых резко возрастает, потому что количество естественных хищников сокращается. «Наша цель — уменьшить приспособленность насекомых-вредителей для предотвращения демографического взрыва», — говорит Предел. Остальные насекомые не поражаются. «Мы сможем целенаправленно нацеливаться на насекомых, популяцию которых мы хотим уменьшить; отношения между естественными хищниками и насекомыми останутся неизменными, и полезные насекомые, такие как медоносные пчелы, больше не пострадают».
Чтобы разработать искусственные нейропептиды, исследователи должны идентифицировать естественные прототипы. «Мы будем исследовать, есть ли у рассматриваемых видов уникальные специализированные системы. Короче говоря: мы хотим использовать уникальную природу вида в качестве точки приложения». Нейропептиды очень хорошо подходят для этой стратегии, поскольку виды часто имеют уникальные последовательности нейропептидов. После того, как ученые идентифицировали эти последовательности, они могут разработать аналогичные по структуре искусственные вещества-мессенджеры и стабилизировать их таким образом, чтобы насекомые не могли быстро их разрушить. «Если эти искусственные гормоны не могут быть расщеплены, организм дестабилизируется.
Его водный баланс, воспроизводство и потребление пищи нарушаются».Нейробиологи из Кельнского университета находятся в начале рабочего процесса международного консорциума. «Мы определяем специфические гормональные системы вредных насекомых и коррелируем их с гормональными системами полезных насекомых, таких как медоносные пчелы, чтобы гарантировать, что они не пересекаются», — поясняет Предель. Затем результаты передаются другим группам, которые подробно изучают функции идентифицированных гормонов, синтезируют структурно похожие вещества, тестируют приложения и исследуют возможные коммерческие применения. В конце образцы снова возвращаются в Кельн. «Затем мы проверяем, привело ли применение искусственных гормонов к заметным изменениям в естественном гормональном балансе вредных насекомых.
Другие виды не должны демонстрировать такого рода изменения».