Plin-amiR — технология борьбы с насекомыми-фитофагами на основе предшественников микроРНК

Хлопковая совка Helicoverpa armigera — один из основных вредителей многих сельскохозяйственных культур. Она вызывает значительное снижение урожайности, повреждая растения и повышая их восприимчивость к бактериальным и грибным инфекциям. Хотя экспрессия токсинов Bacillus thuringiensis (Bt) в трансгенных культурах успешно защищает растения от насекомых-вредителей, включая H. armigera, у нескольких видов в полевых условиях сформировалась устойчивость. Для контроля устойчивых популяций необходимо постоянно разрабатывать новые стратегии защиты. Межцарственная РНК-интерференция (TK-RNAi) — перспективный метод борьбы с насекомыми-фитофагами. TK-RNAi основана на доставке питающемуся насекомому двуцепочечной РНК или РНК-шпильки, содержащей последовательности жизненно важных генов насекомого. Поглощённые молекулы перерабатываются системой РНК-интерференции насекомого, после чего направляют её на подавление генов-мишеней. Недавно эффективность доставки в рамках TK-RNAi повысили за счёт экспрессии двуцепочечной РНК или РНК-шпильки в хлоропластах. Это позволяет изолировать дуплексную РНК от системы РНК-интерференции растения и доставлять её насекомому в непереработанном виде. В настоящей работе предложен ещё один альтернативный подход к доставке в растения предшественников РНК, направленной против насекомых. Транскрипты предшественников микроРНК насекомых (pre-miR) модифицировали так, чтобы они содержали искусственные микроРНК (amiR), нацеленные на гены насекомых, и экспрессировали в трансгенных растениях Nicotiana benthamiana. Эти модифицированные pre-miR в растениях в основном сохранялись в исходной форме, а у H. armigera, питавшейся листьями таких растений, повышалась смертность, возникали нарушения развития и замедлялся рост. Полученные данные показывают, что предшественники amiR насекомых, экспрессируемые в растениях (plin-amiR), представляют собой новую стратегию защиты растений от насекомых-фитофагов.