Bakteria z Krety zabija komary

Niedawno odkryta bakteria z Krety może pomóc w zwalczaniu komarów – informuje pismo „Applied and Environmental Microbiology”.

Ekstrakty zawierające metabolity bakterii zabiły 100 proc. larw komarów

.Całkowita liczba komarów na Ziemi oceniana jest nawet na biliard (10 do potęgi 15, czyli milion miliardów). Według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) na przenoszone przez nie choroby – zwłaszcza malarię – umiera rocznie ponad 700 tysięcy osób. Zwalczanie komarów jest trudne, bo często rozwijają odporność na insektycydy. W dodatku chemiczne środki owadobójcze szkodzą ludziom i środowisku, na przykład pszczołom.

Bezpieczniejszą dla ludzi i środowiska naturalnego alternatywą mogą być biopestycydy – środki ochrony roślin oparte na naturalnych substancjach, bakteriach, wirusach czy grzybach. Na biopestycydy trudniej się także uodpornić. Jednak w przypadku komarów możliwości ich stosowania są ograniczone.

Naukowcy z Johns Hopkins University w Baltimore (USA) oraz Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB)w Heraklionie (Grecja) niedawno zidentyfikowali na wyspie Krecie bakterie, których metabolity szybko zabijają larwy komarów Culex pipiens molestus w warunkach laboratoryjnych. W testach laboratoryjnych ekstrakty zawierające metabolity bakterii zabiły 100 proc. larw komarów w ciągu 24 godzin od narażenia.

Bakteria z Krety zabiła larwy nie poprzez infekcję, ale poprzez produkcję związków, takich jak białka i metabolity

.Być może na bazie tych związków uda się opracować nowe biopestycydy. Jak podkreślają autorzy badań, bakteryjne metabolity rozpadają się szybciej w środowisku, a zatem się nie kumulują. Często także nie zabijają tak szerokiej gamy gatunków owadów jak insektycydy chemiczne

Badania nad bakteriami zabijającymi komary zostały przeprowadzone w ramach projektu MicroBioPest, finansowanego przez Unię Europejską. Naukowcy zebrali 186 próbek z 65 lokalizacji na Krecie. Próbki pochodziły z wierzchniej warstwy gleby, gleby wokół korzeni roślin, tkanek roślinnych, próbek wody i martwych owadów.

Następnie wystawiono larwy C. pipiens molestus na działanie wodnych roztworów zawierających niektóre z najbardziej obiecujących izolatów znalezionych w próbkach. Ponad 100 izolatów zabiło wszystkie larwy komarów w ciągu 7 dni, a 37 z nich zabiło larwy w ciągu 3 dni. Te 37 izolatów reprezentowało 20 rodzajów bakterii, z których wiele nie zostało wcześniej zidentyfikowanych jako potencjalne biopestycydy.

Dalsze analizy wykazały, że szybko działające bakterie zabiły larwy nie poprzez infekcję, ale poprzez produkcję związków, takich jak białka i metabolity. To sugeruje, że potencjalny insektycyd nie będzie zależał od utrzymania się przy życiu mikrobów. Odkrycia mają znaczenie nie tylko dla zwalczania komarów, ale także jako bezpieczne biopestycydy do stosowania w zwalczaniu szkodników roślin uprawnych.

Biopestycydy często ulegają szybkiej degradacji i wymagają wielokrotnych zastosowań, toteż – jak zaznaczają autorzy – konieczne będzie znalezienie właściwego sposobu stosowania tych związków.

Badania naukowe zmieniają nasz świat

.Najbardziej ambitne europejskie projekty badawcze realizowano w trzech dużych obszarach nauki: naukach o życiu, naukach ścisłych i technicznych oraz naukach społecznych i humanistycznych – pisze prof. Andrzej JAJSZCZYK.

Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu. Dzięki badaniom naukowym nie tylko wiemy, jak żyli nasi przodkowie tysiące lat temu, ale także, jak funkcjonują rynki i co wpływa na nasze zbiorowe działania. Nauka służy także zaspokajaniu naszej zwykłej, ludzkiej ciekawości, przy okazji pozwalając odkrywać rzeczy, które dają szanse na zmianę naszego życia na lepsze. Co prawda nie zawsze chcemy czy umiemy skorzystać z tego, co nam podpowiada nauka, ale w krajach, które to potrafią, żyje się na ogół znacznie lepiej niż tam, gdzie badania naukowe się lekceważy.

Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami. 

Współczesne badania naukowe obejmują praktycznie wszystkie obszary naszej egzystencji, a liczba osób uprawiających obecnie naukę, jak twierdzą niektórzy, jest większa niż sumaryczna liczba uczonych żyjących od starożytności do czasów współczesnych. Nawet bardzo skrótowe opisanie prowadzonych obecnie w świecie badań wymagałoby wielu opasłych tomów. Dlatego też skoncentruję się na krótkim omówieniu tematyki najbardziej ambitnych projektów badawczych, finansowanych w ostatnich latach przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (European Research Council) w trzech dużych obszarach nauki: naukach o życiu, naukach ścisłych i technicznych oraz naukach społecznych i humanistycznych. O sukcesie tego finansowania świadczy m.in. to, że dwunastka grantobiorców ERC otrzymała Nagrody Nobla, w tym trzech w bieżącym roku. 

Jakkolwiek ostatecznym celem nauk o życiu jest wydłużenie ludzkiego życia i podniesienie jego jakości, główny wysiłek badawczy koncentruje się obecnie na zrozumieniu podstawowych mechanizmów działania organizmów na poziomie komórkowym i na sposobach sterowania tymi mechanizmami.

Nie jest więc przypadkiem, że najwięcej badań finansowanych przez ERC dotyczy takich dyscyplin, jak: biologia komórki, genetyka, neuronauka i biologia molekularna, a same tematy badań koncentrują się wokół różnicowania komórek, czyli zamiany jednego rodzaju komórek w inne; dotyczy to szczególnie komórek macierzystych. Warto jednak pamiętać, że znaczące już osiągnięcia w tym obszarze badań tylko w bardzo niewielkim stopniu przekładają się, na razie, na zastosowania kliniczne.

Inne gorące tematy to sterowanie genami, zwane też sterowaniem ekspresją genów, epigenetyka, czyli w uproszczeniu różnicowanie komórek o tym samym genotypie, a także procesy przekazywania informacji między komórkami. Postęp we wszystkich tych badaniach daje nadzieję na bardziej skuteczną walkę z chorobami nowotworowymi i neurodegeneracyjnymi.

Postęp w naukach o życiu jest możliwy między innymi dzięki rozwojowi metod badawczych. Intensywnie rozwijają się metody modelowania komputerowego i symulacji w tzw. modelach in silico, a także korzystające z metod uczenia maszynowego. Następuje także dalszy rozwój mikroskopii i metod obrazowania oraz modyfikowanych modeli zwierzęcych odwzorowujących organizm ludzki.

Ponad jedna trzecia z wszystkich kilkunastu tysięcy projektów finansowanych dotychczas przez ERC wpisuje się w unijny priorytet EU4Health, czyli badań związanych ze zdrowiem, a w szczególności tych dotyczących mózgu i nowotworów. Podobnie dzieje się i w innej potędze naukowej, jaką są Stany Zjednoczone. O ogromnym, praktycznym znaczeniu badań podstawowych świadczy błyskawiczne opracowanie skutecznej szczepionki przeciwko COVID-19, co praktycznie uratowało przed śmiercią bądź ciężkimi powikłaniami miliony ludzi na całym świecie. Było to możliwe między innymi dzięki finansowaniu przez ERC projektu SUMMIT, prowadzonego przez Uğura Şahina, twórcę firmy BioNTech. Jakkolwiek projekt dotyczył szczepionek przeciwnowotworowych opartych na mRNA, opracowana w jego ramach technika pozwoliła na szybkie opanowanie produkcji skutecznych szczepionek przeciwwirusowych.

W obszarze nauk ścisłych i technicznych najwięcej badań w ostatnich latach prowadzi się w dyscyplinach inżynierii materiałowej i nauki o materiałach. Ich praktyczny potencjał nie podlega dyskusji. Następne dyscypliny w kolejności finansowania przez ERC to chemia fizyczna, fizyka materii skondensowanej i ciała stałego, elektronika i fotonika, a także chemia organiczna. Po nich następują informatyka i kryptologia, oddziaływania fundamentalne, w tym oddziaływania grawitacyjne czy elektromagnetyczne. Listę najpopularniejszych badawczo dyscyplin zamyka fizyka kwantowa. Warto przy tym pamiętać, że wspomniana kolejność nie wynika z jakichkolwiek priorytetów czy preferencji ERC, lecz jedynie z pojawiania się najbardziej interesujących pomysłów badawczych zgłaszanych przez samych naukowców.

Spośród konkretnych tematów prowadzonych prac badawczych, w ramach wspomnianych wyżej dyscyplin, prym wiodą różnorodne algorytmy, tematy związane z ewolucją i dynamiką klimatu, następnie optoelektronika, synteza chemiczna, uczenie maszynowe, spektroskopia czy technologia półprzewodników.

Ważne jest także to, że w obszarze nauk ścisłych i technicznych obserwujemy w ostatnich latach znaczący postęp w opracowywaniu nowych metod badawczych. Obejmują one m.in. eksperymentalne metody skoncentrowane na modelach klimatycznych, modelowanie obliczeniowe, w tym symulacje związane z sieciami neuronowymi. Intensywnie rozwija się także metody matematyczne związane z teorią pola i algorytmami, a w obszarze chemii – nowe metody syntezy organicznej i katalizy.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-andrzej-jajszczyk-europejskie-badania-naukowe/

PAP/MB