科学新知|如何精确打击害虫?科学家们发现了新的目标

2025-01-12

数据显示,全球每年农作物病虫害造成的产量损失高达40%,财产损失超过2200亿美元。传统灭虫剂虽然有效,但其副作用日益突出,如环境污染、杀灭有益生物、增强害虫耐药性等。那么,我们能找到一种绿色、无污染、能准确打击病虫害的“绿色农药”吗?


靶向农药应时而生。所谓靶向,是一种针对害虫的独特结构类型量身定制的农药,不仅专一性强,而且安全、高效、无污染。


发展绿色农药的关键在于寻找人畜安全的绿色农药分子目标。细胞2024年12月24日,(Cell)》杨青教授团队的最新研究成果在线公布了中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)。该研究揭示了ABCH转运蛋白转运脂类和排放农药的分子机制,并获得了小分子抑制剂LMNG,可以抑制转运功能。


简而言之,对害虫的“外部防御”和“解毒”机制进行了分析,并发现了能够直接用于生成绿色农药的有效成分。


“农药分子必须与病虫害中的生物大分子结合,即所谓的分子目标,才能产生功效。这个目标需要满足两个标准:首先,它必须是人、动物和植物所没有的;其次,它必须具有成药性,才能成为目标药物设计的基础。”杨青介绍。


研究小组发现,ABCH转运蛋白具有多种特性。首先,它能将神经酰胺这些物质转移到昆虫的表皮上,使昆虫具有保湿抑菌的作用。其次,它还与昆虫的排毒过程有关,可以排除一些对昆虫有害的分子,如农药分子等,从而起到排毒防御的作用。三是ABCH转运蛋白在昆虫生长发育过程中起着至关重要的作用,是昆虫对农药产生耐药性的重要蛋白质。


“而ABCH转运蛋白是一种只存在于昆虫中的蛋白质,因此可以作为农药设计的安全目标。”杨青说,发现一个分子目标并不容易,但更难分析它的三维结构。需要大量的分析和研究,包括获取膜蛋白和确定它与基础物体的结合。


通过深入研究,研究小组分析了ABCH转运蛋白与脂类分子和杀虫剂分子之间独特的互作机制,首次揭示了ABCH转运蛋白运输脂类和农药的全过程,并通过筛选获得了小分子LMNG,可以抑制ABCH转运功能。


这项研究将极大地促进ABCH转运蛋白的研究、开发和应用,以改善农药分子目标为导向,为开发新的机制分子目标,有效解决耐药性问题开辟新的思路。


题目:“科学新知识”|怎样准确地打击害虫?科学家们发现了新的目标


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