"See on küll veel kauge tulevikumuusika, aga kannatada saab ainult üks liik. Ehk siis kõik meie tolmeldajad, liblikad, parasitoidid ja teised jäävad terveks ning hävitatakse või vähendatakse ainult kahjuripopulatsiooni," selgitab EMÜ entomoloogiaprofessor Eve Veromann.

Professor Veromanni töörühm koostöös Ghendi ja Maastrichti ülikooli teadlastega katsetab uusi võimalusi taimede kahjurite eest kaitsmiseks. Äsja ilmunud artiklis, mille juhtiv autor on EMÜ doktorant Jonathan Willow, kirjeldab töörühm kahe-ahelalist RNA preparaati, mis mõjub geenivaigistamise teel vaid ühele kindlale liigile. Kirjeldatud katses vaadeldi selle mõju rapsi kahjustavale hiilamardikale (Brassicogethes aeneus).

Surmav rätsepaülikond

"Lihtsalt seletades peaks see toimima niimoodi, et preparaat, mis sisaldab kahe-ahelalist RNA-d, pritsitakse taimedele ja kahjurputukas sööb selle sisse," selgitab Eve Veromann. Kahjuri organismi jõudes vaigistab preparaat putuka elutegevuseks või sigimiseks olulised geenid. Selle tulemusel kahjurputukas kas sureb või ei sigi enam nii edukalt kui varem. "Eesmärk on siiski vähendada kahjurite populatsiooni," märgib Veromann.

Uus preparaat on justkui rätsepaülikond, mis kujundatud just kindla liigi arvukust piirama, sest see põhineb liigispetsiiflisel nukleotiidide järjestusel, mis pärsib putukal teatud geenide tegevust ja surub maha valgusünteesil osaleva RNA aktiivsuse. "Näiteks meie disainisime kahe-ahelalise RNA hiilamardikale, kes on rapsi üks olulisemaid kahjureid," kirjeldab Veromann. "Sihtgeen oli meie uuringus αCOP, mis osaleb erinevate valkude sünteesil."

Täppislähenemine tähendab muu hulgas sedagi, et pestitsiidi pritsitakse taimedele vaid kindlas ajavahemikus, mille kohta on teada, et kindel putukaliik just siis taime vastu huvi tunneb. Veromanni sõnul on taimi ajutiselt pritsida parem, kui näiteks kasvatada geenmuundatud põllukultuuri. "Me pritsiksime RNAi-preparaadiga ainult teatud kindlal ajal, mil kultuur on kahjuri poolt haavav ja mittesihtmärgi organismid puutuvad preparaadiga kokku ainult sellel ajal," põhjendab ta. Samas geenmuundatud RNAi-kultuur sisaldab kogu kasvuperioodi vältel RNAi-d ja võib mõjutada pidevalt kõiki putukaid.

Tööd jätkub ja töö jätkub

Eve Veromanni sõnul on tegu esimeste läbimurretega pikal eesootaval teel. Näiteks saavutas töörühm kahjurputukate suukaudsel töötlusel arvestatava suremuse. Kui putukaid preparaadiga süstides sureb neist 88–100 protsenti, siis suukaudsel manustamisel on mürgi mõju üldiselt oluliselt väiksem. "RNA on väga ebastabiilne ja putuka seedetraktis on selle jaoks hästi ebasõbralik keskkond. RNA kipub seal lagunema ja siis putukas lihtsalt ei sure ära," selgitab Veromann.

Kui uurijad andsid hiilamardikatele süüa preparaadiga pritsitud rapsiõisi ehk matkisid tüüpilist olukorda põllul, saavutasid nemadki algul vaid 40-protsendise suremuse. Kui aga mardikad said töödeldud taimi süüa mitu päeva järjest, kerkis nende suremus 60–80 protsendini, mis on Veromanni sõnul väga hea tulemus. "Minul on isegi hea meel, et see ei ole 100 protsenti, sest mitte kunagi ei tohiks olla eesmärk midagi maa pealt ära pühkida ja lõplikult ära hävitada," märkis ta.

Samas ootavad veel proovimist võimalused, kuidas muuta uus preparaat stabiilsemaks. Kuna tegu on RNAga, siis laguneb pestitsiid kiiresti ja vahel juba enne putukani jõudmist. "Näiteks saaks seda stabiilsemaks teha nanotehnoloogia abil, kus pestitsiid kapseldatakse biolagunevasse kesta. Selleks tuleb aga tööd teha ja see kõik võtab kahjuks aega," ütleb entomoloog.

Lühike ehk vaid 20–25 nukleotiidist koosnev järjestus vajab uurijate tähelepanu teiselgi põhusel. Uurijad peavad enne preparaadi kasutusse lubamist hindama selle võimalikke riske muule põlluloodusele. "Peab tõesti olema kindel, et järjestus on liigispetsiifiline, et see kogemata ei klapiks mingi muu organismi või rühmaga," seletab Veromann.

Lisaks on põllumees harjunud taimemürkidega, mis tapavad kogu populatsiooni ja kohe. "Praegu on RNAi-preparaadiga suremus piisavalt suurenenud umbes viiendal-kuuendal päeval, mis tõenäoliselt eriti põllumeest ei pruugi rahuldada," tõdeb Veromann. Kui mõne kultuuri puhul pole kahjuritest vabanemine aja küsimus, siis rapsi kaitstakse vaid lühikest aega, mil taim on kahjuri poolt haavatav.

Töörühmal on plaan vaigistada αCOPi kõrval teisigi geene. "Me tegelikult oleme mitmeid geene proovinud vaigistada, aga αCOP on praegu jäänud kõige paremini töötavaks. Samas ei saa välistada teisigi, mis olid peaaegu sama tõhusad," ütleb Veromann.

Eve Veromann, Jonathan Willow ja kolleegid kirjutavad RNAi-pestitsiidist ajakirjas Communications Biology.