Tudósok kifejlesztették az első olyan selyemből készült mikrotűt, amellyel gyógyszereket lehet növényekbe juttatni.
Mi lenne, ha a szántóföldi növényekre is lenne vakcinánk? Képzeljünk el egy olyan világot, ahol a mezőgazdasági üzemben működő robotok apró injekciókat juttathatnak minden egyes növénybe, amelyek ellenállóvá teszik a növényeket a legújabb betegségekkel vagy elszabadult kártevőkkel szemben. Lehetséges lenne az is, hogy a termesztett gyümölcsöket, zöldségeket, fűszernövényeket és fűszereket is beoltanák, hogy a tápanyagokat gyorsan eljuttassák a forráshelyre.
Így képzeli el a növények jövőjét egy bioanyagokkal foglalkozó tudósokból és mérnökökből álló kutatócsoport, miután kifejlesztették az első mikrotű-alapú gyógyszeradagolási eljárást a növények számára. Az Advanced Materials című folyóiratban megjelent tanulmányukban részletesen leírják, hogyan tudtak kisméretű vegyületeket eljuttatni a legkülönfélébb növényekhez, és hogyan tudták a növények reakcióját nyomon követni a bioanyagok befecskendezésével.
A Szingapúrban és a Massachusetts állambeli Cambridge-ben dolgozó kutatók nagyjából másfél éven át tesztelték a tűket a mezőgazdaságban széles körben használt GA3-mal, egy növényi növekedésszabályozóval. A csoport genetikai elemzéssel közelről megvizsgálta a paradicsom, saláta, spenót, rizs, kukorica, árpa és szójabab reakcióját, és megerősítette a módszer hatékonyságát, megjegyezve, hogy minimális heg- és kalluszképződéssel járt.
Benedetto Marelli, a tanulmány levelező szerzője és a Massachusetts Institute of Technology docense szerint a mikrotű-technológiával kapcsolatos kutatásokat az a vágy motiválta, hogy a permetezés helyett egy fenntarthatóbb és környezetbarátabb alternatívát kínáljanak a gazdáknak.
A mezőgazdasági ágazatra egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy alkalmazkodjon és rugalmas maradjon az éghajlatváltozás következményeihez igazodva. Ha a permetezés jelenlegi lehetőségét tekintjük, az ugyan fejleszthető, de káros lehet mind a gazdálkodókra, mind a környezetre, mivel a részecskék a levegőbe kerülnek, vagy a talajba szivárognak, a víztartó rétegbe kerülnek, majd a vízáramba jutnak
– mondta Marelli.
Marelli szerint a permetezéskor a kijuttatott anyag nagyjából 50-90 százaléka a levegőbe vagy a talajba kerül, vagy nem szívódik fel teljesen a növényi szövetekben. Szerinte ez a technológia azért ígéretes, mert pontos és racionalizált módját kínálja az anyag kijuttatásának, mivel közvetlenül a növényi szövetet célozzák meg. És mivel a tűk selyemből készülnek, biológiailag lebomlók. Minimalizáljuk a hulladékot, mutatott rá Marelli.
Bár a találmány lényegében egy növényi vakcina, ezek a tűk nem olyanok, mint az orvosi rendelőkben használt fecskendők. Előállításukhoz Marelli és csapata funkcionális vegyületeket (ebben az esetben GA3) kevert selyemfibroin oldatba. A keveréket ezután egy formába öntötték, hogy megszáradjanak és megformálják a tűket. A kutatók csipesszel megfogták a tűket, és a növényi szövetbe szúrták őket, hogy a vegyületet közvetlenül a növény belsejébe juttassák.
Yunteng Cao, a tanulmány első szerzője és az MIT doktorandusza szerint a technológia sokféleképpen fejthet ki pozitív hatást, de Cao szerint a mikrotű különösen ígéretes megoldást jelenthet a citrusfélék citrus-zöldítő betegsége ellen, amely különösen Floridában tizedelte meg a narancsipart. Egy 2020-as tanulmány becslése szerint a betegség okozta károk évente több mint 1 milliárd dollár bevételkiesést és 5000 munkahely megszűnését eredményezik a napsütötte államban.
A betegségre jelenleg nincs gyógymód, és a fák antibiotikummal való permetezése többnyire hatástalannak bizonyul, mivel a gyógyszerből csak nagyon kevés szívódik fel a növény szervezetében.
Úgy látom, hogy ez egy olyan eszköz, amely segíthet a világ élelmiszer-ellátásának biztonságát növelni, és garantálja, hogy a jövőben is tudunk élelmiszert termeszteni
– mondja Cao.
Úgy gondolom, hogy reménykedhetünk és izgatottak lehetünk, hogy a munkánknak milyen jelentős hatásai lehetnek.
A kutatók szerint a mikrotűk a gyógyszerek vagy más inputanyagok beadásán kívül új növényi jellegzetességek megtervezésére is felhasználhatók lehetnek.
A kutatás előrehaladásához különböző növényeken és azok életciklusának különböző szakaszaiban végeznek majd kísérleteket. Emellett olyan üzleti partnereket szeretnének bevonni a projektbe, akik érdekeltek a technológia előállításában és kereskedelmi forgalomba hozatalában.
A kutatók e lépések ismeretében azt állítják, hogy boldogok lennének, ha a technológia a következő hét évben elérhetővé válna a termelők számára is.
Forrás: https://modernfarmer.com/2023/04/biodegradable-plant-vaccines/
