Onderzoekers van de Kansas State University hebben een gepatenteerde methode ontwikkeld om muggen en ander ongedierte op afstand te houden.

Amerikaans octrooi 8, 841, 272, "Dubbelstrengs RNA-gebaseerde nanodeeltjes voor het uitschakelen van insectengenen, " werd onlangs toegekend aan de Kansas State University Research Foundation, een non-profitorganisatie die verantwoordelijk is voor het beheer van activiteiten op het gebied van technologieoverdracht aan de universiteit. Het patent dekt microscopische, op genetica gebaseerde technologie die kan helpen bij het veilig doden van muggen en ander ongedierte.

Kun Yan Zhu, hoogleraar entomologie; Xin Zhang, onderzoeksmedewerker bij de afdeling Biologie; en Jianzhen Zhang, gastwetenschapper van de Shanxi University in China, ontwikkelde de technologie:nanodeeltjes bestaande uit een niet-toxisch, biologisch afbreekbare polymeermatrix en van insecten afgeleid dubbelstrengs ribonucleïnezuur, of dsRNA. Dubbelstrengs RNA is een gesynthetiseerd molecuul dat een biologisch proces kan veroorzaken dat bekend staat als RNA-interferentie. of RNAi, om de genetische code van een insect in een specifieke DNA-sequentie te vernietigen.

De technologie zal naar verwachting een groot potentieel hebben voor een veilige en effectieve bestrijding van insectenplagen, zei Zhu.

"Bijvoorbeeld, we kunnen kakkerlakkenaas kopen dat een giftige stof bevat om kakkerlakken te doden. Echter, het aas kan mogelijk schade toebrengen aan alles wat het binnenkrijgt, "Zei Zhu. "Als we dsRNA kunnen opnemen dat specifiek gericht is op een kakkerlakgen in het aas in plaats van op een giftige stof, het aas zou andere organismen niet schaden, zoals huisdieren, omdat het dsRNA is ontworpen om specifiek de functie van het kakkerlakgen uit te schakelen."

Onderzoekers ontwikkelden de technologie terwijl ze keken hoe genfuncties in muggenlarven kunnen worden uitgeschakeld. Na het testen van een reeks mislukte genetische technieken, het team wendde zich tot een op nanodeeltjes gebaseerde aanpak.

Eenmaal ingenomen, de nanodeeltjes fungeren als een paard van Troje, het losjes gebonden dsRNA vrijgeven in de darm van het insect. Het dsRNA veroorzaakt dan een genetische kettingreactie die specifiek boodschapper-RNA vernietigt, of mRNA, in de zich ontwikkelende insecten. Messenger RNA bevat belangrijke genetische informatie.

In de onderzoeken naar muggenlarven, onderzoekers ontwierpen dsRNA om het mRNA te richten dat codeert voor de enzymen die muggen helpen chitine te produceren, het hoofdbestanddeel van het harde exoskelet van insecten, schaaldieren en spinachtigen.

Onderzoekers ontdekten dat de zich ontwikkelende muggen minder chitine produceerden. Als resultaat, de muggen waren vatbaarder voor insecticiden omdat ze niet langer voldoende chitine hadden voor een normaal functionerend beschermend omhulsel. Als de productie van chitine verder kan worden verminderd, de insecten kunnen worden gedood zonder gebruik van giftige insecticiden.

Terwijl muggen het primaire insect waren waarvoor de op nanodeeltjes gebaseerde methode werd ontwikkeld, de technologie kan worden toegepast op andere insectenplagen, zei Zhu.

"Onze dsRNA-moleculen zijn ontworpen op basis van specifieke gensequenties van de mug, " Zei Zhu. "Je kunt soortspecifiek dsRNA ontwerpen voor dezelfde of verschillende genen voor andere insectenplagen. Als je lokaas maakt met genspecifieke nanodeeltjes, je kunt de insecten misschien doden via de RNAi-route. We zien dat dit heel brede toepassingen heeft voor de bestrijding van insectenplagen."