Главная / ИТ и Технологии / Микробиологи разработали программу для поиска новых инсектицидов

Микробиологи разработали программу для поиска новых инсектицидов

Микробиологи разработали программу для поиска новых инсектицидов

Российские микробиологи создали компьютерную программу, способную находить новые вещества для борьбы с насекомыми-вредителями сельскохозяйственных растений. Ученые сосредоточились на популярной, экологичной и эффективной группе — Cry-токсинах. Новый инструмент CryProcessor оказался в 5 раз быстрее предшественника. О своей работе ученые сообщили в журнале Toxins. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.

В современном сельском хозяйстве набирают популярность средства для борьбы с насекомыми на основе так называемых Cry-токсинов — белков, которые синтезирует почвенная бактерия Bacillus thuringiensis. Попадая в кишечник насекомого, токсины нарушают его целостность, что приводит к гибели организма. На рынке средств борьбы с насекомыми Cry-токсины пользуются высоким спросом, так как они полностью безопасны для человека и других млекопитающих и не вредят окружающей среде. Существует большое количество разновидностей инсектицидов, но со временем насекомые все же приспосабливаются к ним, поэтому необходимо искать новые токсины группы Cry, обладающие высокой эффективностью и специфичностью. Для этого биоинформатики изучают геномы бактерий, в которых можно обнаружить ранее неизвестные токсины.

«Инструменты для поиска новых видов Cry-токсинов существовали и раньше: к примеру, программа BtToxin_scanner позволяет обрабатывать биологические последовательности, находя новые виды белков Cry. Тем не менее, возможности этого инструмента крайне ограничены: максимальный объем загружаемых данных в веб-версии составляет всего 16 мегабайт, а также программа способна использовать только последовательности белков, что сильно затрудняет поиск. Перед нами стояла задача создать универсальный инструмент с большой пропускной способностью и возможностью сканирования необработанных геномных данных», — рассказывает руководитель проекта Кирилл Антонец, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории протеомики надорганизменных систем Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург).

В результате разработчики достигли всех поставленных целей. «Время обработки данных уменьшилось в пять раз. Максимальный объем в веб-версии составил 400 мегабайт — в 25 раз больше, чем у программы BtToxin_scanner. Увеличилась также и точность обработки данных: нам удалось исправить проблему фрагментированных сборок, когда программа получала лишь часть структуры токсина или не находила его вовсе. Удалось воплотить идею использования необработанных данных: теперь CryProcessor способен исследовать исходные данные секвенирования геномов бактерий, полученные при помощи технологии Illumina», — рассказывает первый автор статьи Антон Шиков, сотрудник Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии.

Одной из проблем химических препаратов для борьбы с насекомыми является высокая токсичность, что может представлять потенциальную опасность для человека. У Cry-белков этот недостаток присутствует в меньшей мере: их преимущество заключается в селективности и высокой специфичности, то есть действии именно на клетки насекомых, а не людей. В будущем исследование российских микробиологов поможет увеличить разнообразие микробиологических препаратов, продуцирующих токсины группы Cry и используемых для борьбы с насекомыми-вредителями. Это принципиально важно для сельского хозяйства, ведь именно подобные препараты являются одновременно экономичными и экологичными. Разработчики решили сделать свой проект бесплатным — он находится в открытом доступе на GitHub, а также доступен в виде веб-приложения.

Источник Gazeta.ru

Social Media Auto Publish Powered By : XYZScripts.com