Открытие может открыть новую страницу в многомиллионной винной индустрии США.В исследовании, опубликованном в академическом журнале PLOS ONE, описывается использование четырех бактериофагов, которые были идентифицированы по их способности атаковать бактерии, вызывающие разрушительное заболевание в винограде и некоторых других растениях.Бактериофаг или фаг — это вирус, поражающий бактерии.
Поскольку их много в окружающей среде, ученые пытаются больше узнать о различных типах и о том, какие конкретные бактерии каждый может атаковать. Ученые из AgriLife Research смогли выделить четыре фага, которые нацелены на Xylella fastidiosa, виновницу болезни Пирса.«Бактерия Xylella fastidiosa произрастает в Соединенных Штатах и ??вызывает болезни у многих растений, включая виноградные лозы, дубы, персики, миндаль, кофе и цитрусовые», — сказал доктор Карлос Гонсалес, патолог растений AgriLife Research из Колледж-Стейшн. «Мы импортировали большую часть наших виноградных лоз из Европы, и поэтому патоген и хозяин — в данном случае виноградная лоза — не эволюционировали совместно. Это сделало виноградные лозы восприимчивыми».
Бактерии-вредители попадают к растениям через насекомых. В винном винограде — это стеклянно-крылатый снайпер. Когда насекомое питается растением, бактерии передаются внутри растения, где они перемещаются по сосудам ксилемы, заражая их на своем пути.
По словам Джима Камаса из Фредериксбурга, садовода Texas AM AgriLife Extension Service и координатора по связям с общественностью Техасского центра исследований болезни Пирса, возникшее в результате состояние, называемое болезнью Пирса, может привести к гибели виноградника в любом месте от нескольких месяцев до нескольких лет после заражения. Образовательная программа.«Вместо того, чтобы питаться листьями растения, снайпер со стеклянными крыльями питается тростником виноградной лозы и, следовательно, распространяет бактерии гораздо эффективнее», — пояснил Гонсалес.По оценкам Института вина и Техасской ассоциации производителей вина и винограда, экономическая ценность насекомого, размером с рисовое зерно, может составить около 24,6 миллиарда долларов от продаж калифорнийских вин в США. государству.
Чтобы остановить буйство с потенциалом нанести такой огромный ущерб снабжению продуктами питания и напитками, до сих пор полагались инсектициды, нацеленные на насекомых-переносчиков.Однако было доказано, что группа используемых инсектицидов оказывает неблагоприятное воздействие на полезных насекомых, таких как медоносные пчелы, и уже запрещена в Европе, заявили ученые.
Эти опасения побуждают их искать биоконтроль или более естественный способ предотвращения и лечения заболеваний, вызванных Xylella fastidiosa, сказал Гонсалес, который также является частью Центра фаговых технологий в Колледж-Стейшн, где проводилось исследование.«Наш подход в основном состоял в том, чтобы напрямую бороться с бактериями, вызывающими болезнь, а не сосредотачиваться на насекомых», — сказал Гонсалес о своих коллегах в центре, докторах. Рай Янг, Маюк Дас и Тушар Сувра Бховмик. «Лечение фагами предлагает альтернативу пестицидам для лечения заболеваний, вызванных Xylella fastidiosa».Янг сказал, что идея коктейля фагов состоит в том, чтобы включить несколько разных фагов, чтобы, если бактериальный штамм станет устойчивым к одному из фагов, он будет убит другими.
«Как сказал знаменитый боксер Джек Демпси:« Если моя правая рука не достанет тебя, то моя левая рука ». Вот как работают коктейли, — сказал Янг, директор центра.Но, по словам исследователей, найти правильную смесь непросто.
Дас, Бхоумик и тогдашний аспирант Стивен Ахерн выделили множество фагов, чтобы изучить их генетическое разнообразие.«У нас есть банк фагов, в котором содержится более 100 фагов», — сказал Боумик. «Мы выбрали четырех кандидатов — известных как Сано, Сальво, Прадо и Пас — из-за их физических и генетических характеристик. И они очень отличаются друг от друга».Виноградные лозы, выращенные в теплице, инокулировали бактериями и коктейлем, состоящим из четырех фагов.
Команда экспериментировала как с применением фагового коктейля после заражения растений Xylella fastidiosa, так и с растениями до заражения бактериями.Они обнаружили, что коктейль работает как для предотвращения заражения виноградных лоз, так и для остановки болезни, когда заражение уже началось.«Мы получили очень многообещающие результаты, поэтому мы почти уверены, что это альтернативная терапия для Xylella fastidiosa», — сказал Боумик.«У фагов действительно большой потенциал», — добавил Дас. «Во всем мире существует множество болезней человека, животных и растений, при которых фаг может быть« зеленым »решением.
Эта технология — технология фаготерапии — может быть перенесена на другие экономически важные культуры, такие как кофе, бананы и оливки ".Бхоумик, которая никогда не видела виноградную лозу в своей родной Индии, прежде чем получить пост-докторскую должность в AgriLife Research, сказала, что фаговая технология также перспективна для лечения таких патогенов, как холера, которые поражают людей в развивающихся странах, где нет других решений.«Исследования фагов не новость, но до сих пор ни одна другая лаборатория не могла выделить и размножить фаг для Xylella. Наша лаборатория первой сделала это и показала, что фаги могут контролировать болезнь Пирса», — сказала она.
Гонсалес сказал, что коктейль с фагами в настоящее время проходит полевые испытания в Техасе.