Una nuova generazione di "pesticidi RNAi" per il silenziamento genico si sta facendo strada nel sistema normativo e sarà presto disponibile per l'uso agricolo.

Questi pesticidi RNAi, che agiscono interferendo con il funzionamento dei parassiti che uccidono le colture a RNA, sono geneticamente modificati in colture agricole, dando alle piante la propria difesa contro i parassiti. Fino a poco tempo fa, non esisteva un metodo per misurare la quantità del pesticida presente nell'ambiente dinamico del suolo agricolo.

Lo scorso mese, però, i ricercatori della McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis hanno pubblicato la loro tecnica per misurare la quantità di pesticidi RNAi presente in pochi grammi di terreno. La loro ricerca è stata pubblicata nell'edizione del 21 aprile di Scienze e tecnologie ambientali .

Kimberly Parker, assistente professore di energia, ingegneria ambientale e chimica, ha condotto la ricerca culminata nel paper. Per capire come si comportano questi pesticidi RNAi nel mondo reale, Parker ha detto, "Dovevamo essere in grado di determinare cosa succede loro nell'ambiente".

L'anno scorso, Parker ha pubblicato le sue scoperte sulle forze che agiscono sui pesticidi RNAi mentre si muovono attraverso il suolo in un laboratorio. La ricerca in laboratorio era stata possibile perché i ricercatori avevano costruito un atomo radioattivo nella molecola del pesticida. Ha agito come un piccolo raggio di luce che ha permesso di seguire il movimento della molecola.

Quei metodi erano informativi, "ma non possono essere utilizzati per valutazioni sul campo, " ha detto Parker. "Questo è il primo metodo che possiamo usare in un vero campo di colture agricole, dove non hai un ambiente di laboratorio controllato."

Per quantificare la quantità di pesticida RNAi in un campione, Parker e il suo team hanno ora sviluppato un metodo di estrazione e pulizia in due fasi. Hanno iniziato sollevando delicatamente le molecole del pesticida da una particella di terreno e poi trasferendole in una soluzione. "Avevamo bisogno di estrarli in modo efficiente senza danneggiare la struttura, " lei disse.

Alla fine hanno usato una molecola "competitrice", in questo caso, fosfato, con una struttura simile alla spina dorsale della molecola del pesticida. Quando aggiunto alla soluzione con il pesticida, il concorrente assorbito, o attaccato a, le particelle del suolo. Senza spazio lasciato sul materiale, il pesticida non aveva nulla a cui attaccarsi e rimaneva nella soluzione.

Inevitabilmente, un po' di materiale organico dal terreno arriva per il viaggio. Quel materiale in eccesso renderebbe difficile restringere il campo al pesticida RNAi al momento dell'analisi.

È qui che è entrato in gioco il secondo passo:la fase di pulizia. Successivamente hanno dovuto sviluppare un metodo utilizzando un materiale che isolasse il pesticida RNAi.

Una volta isolata la molecola, il team potrebbe utilizzare la reazione a catena della trascrizione inversa-polimerasi quantitativa (RT-qPCR), un metodo per misurare la quantità di un RNA specifico, compresi i pesticidi RNAi.

Questo è il primo metodo in grado di quantificare i pesticidi RNAi a concentrazioni rilevanti per l'ambiente. Dallo sviluppo di questo nuovo metodo, Parker e il suo team ne hanno convalidato l'uso per misurare i pesticidi RNAi in terreni agricoli autentici.

Il prossimo passo in questa ricerca consisterà nel mettere in pratica il metodo, dando un'occhiata a come questi nuovi pesticidi che sopprimono i geni effettivamente persistono o si degradano nell'ambiente. Ciò che è già chiaro, però, è la necessità di misurare con precisione il pesticida nel suolo per capire come si comporterà negli ambienti agricoli.

"In questa fase, abbiamo scoperto che il tasso di degradazione dipenderà dalla concentrazione della molecola, " ha detto Parker.

"Quindi è importante che il nostro metodo possa rilevare le concentrazioni ai livelli che ci aspettiamo nell'ambiente, " lei disse, "e quindi possiamo condurre esperimenti a concentrazioni realistiche e rappresentative di ciò che vedresti nell'ambiente".