Против паразитов растений использовали вирусы глубокого погружения
Если паразитирующие на растениях круглые черви, или нематоды, размножатся в очень большом количестве, то могут свести урожай почти к нулю. Они живут в почве, в основном на глубине от 24 сантиметров и больше, поэтому обычными пестицидами их отравить сложно — химикаты оседают на частицах почвы и вглубь не идут. Поэтому приходится использовать слишком много отравы, загрязняя почву и грунтовые воды.
Ученые из Калифорнийского университета обратились к опыту медиков, которые разрабатывают технологии адресной доставки лекарств. Авторы исследования, описанного в журнале Nature Nanotechnology, решили попробовать доставлять не лекарства, а пестициды, и не в организме человека, а в почву, и не к очагу болезни, а к червям. В качестве доставщика они предложили использовать наночастицы из веществ, которые используют для адресной доставки лекарств — сополимера PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid), поли (лакто-со-гликолевая) кислота) и мезопористого кремнезема, а также вирусы — табачной мозаики, мозаики коровьего гороха и крапчатости физалиса.
Читайте также: Почти как живой. Биологи обнаружили гигантский вирус, в геноме которого есть почти все необходимое для того, чтобы признать его живым
Ученые испытали, как глубоко наночастицы и вирусы могут спуститься под землю с грузом пестицидов. Перед этим их обработали так, чтобы к ним «прилипли» частицы вещества, которое играло роль пестицида — красителя Cy5. Как пишут авторы статьи, этот флуорофор (то есть фрагмент молекулы, который заставляет ее флуоресцировать) по физико-химическим свойствам очень близок к традиционным пестицидам. Кроме того, по его свечению можно посмотреть, как глубоко он оказался в земле.
Обработанные частицы растворили в воде, а потом ею полили почву в специальных колонках. То, что спустилось по колонке, затем анализировали с помощью электрофореза, чтобы выяснить, как много «пестицида» оказалось на какой глубине.
Выяснилось, что глубже всех дошел один из представителей вируса табачной мозаики. Вместе с «пестицидом» он опустился на 30 сантиметров вглубь почвы. При этом время полувыведения пестицида из вируса в почву составило 24 часа. Это значит, что с водой вирус может просочиться достаточно глубоко в почву и донести яд, не растеряв ничего по дороге.
Авторы разработки предположили, что вирус табачной мозаики опередил конкурентов благодаря своей сильно вытянутой форме — он представляет собой трубку из белка, длина которой в 17 раз больше диаметра. У всех остальных участников погружения форма была округлая или икосаэдрическая.