Ученые нашли средство против вируса огуречной мозаики

Исследователи Университета Мартина Лютера разработали активные вещества на основе РНК, которые надежно защищают растения от вируса огуречной мозаики (CMV), одного из самых распространенных вирусов в сельском хозяйстве.

Вирус огуречной мозаики (Cucumber mosaic virus, CMV) – один из наиболее вредоносных вирусов для сельскохозяйственных культур. Он поражает более 1200 видов растений (кабачки, огурцы, зерновые, лекарственные и ароматические растения) и распространяется с помощью около 90 видов тлей. Зараженные растения легко определить по характерному мозаичному рисунку на листьях. После заражения растения отстают в росте, плоды теряют товарный вид. На сегодняшний день не существует препаратов против CMV с доказанной биологической эффективностью.

Когда вирус заражает растение, он использует его клетки в качестве хозяина. Вирус размножается с помощью своего генетического материала в виде молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК) в клетках растения. После введения в организм эти чужеродные молекулы РНК вызывают первоначальную реакцию иммунной системы растения. Специальные ферменты распознают и разрезают молекулы вирусной РНК.

В результате образуются малые интерферирующие РНК (siRNA), которые распространяются по всему растению и запускают второй этап иммунного ответа. Молекулы siRNA связываются со специальными белковыми комплексами и направляют их к молекулам РНК вируса. Попав туда, белки начинают расщеплять вредные молекулы РНК вируса, превращая их в безвредные, расщепляемые фрагменты.

Ученые объединили нескольких молекул siRNA в эффективные молекулы двуцепочечной РНК (edsRNAs), которые особенно подходят для использования в растениях. Эти edsРНК действуют как «упаковка», которая распадается на siRNA вскоре после попадания в растительные клетки и атакует вирус в разных местах. Таким образом, большое количество высокоэффективных молекул siRNA может оказывать защитное, противовирусное действие.

Исследователи провели многочисленные лабораторные эксперименты на модельном растении Nicotania benthamiana и доказали, что активные агенты на основе edsРНК надежно защищают от вируса огуречной мозаики. Растения были инфицированы очень высокой вирусной нагрузкой: все наши необработанные активным и агентами растения погибли, при этом выживаемость обработанных растений составляла от 80%.

В ходе исследований также был оптимизирован процесс отбора эффективных siRNA и может адаптировать процедуру для борьбы с новыми вирусными мутациями в течение двух-четырех недель.

Дальнейшие исследования направлены на то, чтобы сделать вещества на основе РНК более стойкими и удобными для применения в растениях.

Относительно недавно в США был одобрен первый препарат для защиты растений с действующим веществом на основе РНК. Применение препаратов на основе РНК поможет защитить растения от возбудителей вирусных болезней.

Одним из эффективных средств борьбы с фитопатогенами и альтернативой химическим пестицидам является использование микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в качестве биозащиты. Во Всероссийском центре карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят исследования по поиску и оценке различных микроорганизмов в качестве агентов биологической борьбы.

Источник: Marie Knoblich et al, A new level of RNA-based plant protection: dsRNAs designed from functionally characterized siRNAs highly effective against Cucumber mosaic virus, Nucleic Acids Research (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf136