De zomer zou gewoon niet compleet zijn zonder muggen die in de blootgestelde huid knijpen. Of zou het? Onderzoek uitgevoerd door een team van de Kansas State University kan helpen bij het oplossen van een probleem waar wetenschappers en ongediertebestrijders al jaren jeuk aan hebben.

Kun Yan Zhu, hoogleraar entomologie, en teamgenoten Xin Zhang, afgestudeerde student entomologie uit China, en Jianzhen Zhang, een gastwetenschapper van de Shanxi University, China, onderzocht met behulp van nanodeeltjes om dubbelstrengs ribonucleïnezuur af te leveren, dsRNA - een molecuul dat specifiek gen-uitschakeling in gang kan zetten - in muggenlarven via hun voedsel. Door bepaalde genen het zwijgen op te leggen, Zhu zei dat het dsRNA de zich ontwikkelende muggen kan doden of ze vatbaarder kan maken voor pesticiden.

Gen-uitschakeling veroorzaakt door dsRNA of klein interfererend RNA, siRNA, staat bekend als RNA-interferentie, of RNAi.

"RNAi is een specifieke en effectieve benadering voor onderzoek naar functieverlies in vrijwel alle eukaryote organismen, " Zei Zhu. Eukaryote organismen hebben cellen die een kern bevatten waarin genetisch materiaal wordt vervoerd en daarom kan worden gemanipuleerd. Bijna alle dieren, planten en schimmels zijn eukaryoten.

Zodra RNAi is geactiveerd, het vernietigt het boodschapper-RNA, of mRNA, van een bepaald gen. Dit voorkomt de vertaling van het gen in zijn product, het tot zwijgen brengen. In het geval van Zhu's onderzoek, RNAi werd gebruikt om genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van chitine tot zwijgen te brengen, het hoofdbestanddeel van het exoskelet bij insecten, schaaldieren en spinachtigen.

"Omdat onze RNAi gericht is op chitinesynthese, het dsRNA dat in de muggenlarven wordt afgeleverd, kan in principe de productie van chitine blokkeren, ' zei Zhu.

Hoewel de silencing nog niet 100 procent effectief is in hun onderzoek, Zhu zei dat het het lichaam van de mug minder in staat stelt om insecticiden te bestrijden, die het exoskelet van de mug moet binnendringen. Als het gen, chitinesynthase genoemd, volledig tot zwijgen kan worden gebracht, de muggen kunnen sterven zonder het gebruik van pesticiden omdat de biosyntheseroute van chitine zou worden geblokkeerd, zei Zhu.

Zhu theoretiseerde dat het gebruik van nanodeeltjes om dsRNA aan muggenlarven te leveren zou kunnen werken vanwege het lage succes van het handmatig injecteren van larven met dsRNA. Muggenlarven leven in water, maar omdat dsRNA snel verdwijnt in water, het kan niet direct worden toegevoegd aan de voedselbron van de larven. Zhu's groep ontdekte dat het gebruik van nanodeeltjes samengesteld uit dsRNA de opname ervan door muggenlarven vergemakkelijkt omdat de nanodeeltjes niet oplossen in water. Zhu zei dat de nanodeeltjes ook het dsRNA in water kunnen stabiliseren.

"Nu zullen insecten een veel grotere kans hebben om deze nanodeeltjes met het dsRNA in hun darmen te krijgen door te eten, ' zei Zhu.

Mogelijk, aas met op dsRNA gebaseerde nanodeeltjes zou kunnen worden ontwikkeld voor insectenbestrijding, zei Zhu.

"Omdat we specifieke genen kunnen selecteren voor silencing, en de nanodeeltjes zijn gevormd uit chitosan - een vrijwel niet-toxisch en biologisch afbreekbaar polymeer - deze ongediertebestrijdingstechnologie zou zich kunnen richten op specifieke plaagsoorten terwijl het milieuvriendelijk is, " hij zei.

Muggen werden gekozen, Zhu zei, vanwege het overvloedige onderzoek naar hen als menselijke ziektevectoren. andere insecten, Hoewel, kunnen hun genen het zwijgen opleggen. Zhu en zijn medewerkers hebben ook genuitschakeling onderzocht bij de Europese maïsboorder en bij sprinkhanen, een grote insectenplaag in China. Nanodeeltjes hoefden niet te worden gebruikt omdat sprinkhanen en Europese maisboorders niet in het water leven. Echter, op nanodeeltjes gebaseerde RNAi kan de studies naar de functies van nieuwe genen vergemakkelijken.