糟糕的抗生素藥物被重新利用成為良好的除草劑
正如抗生素耐藥性是人類健康的一個問題一樣,除草劑耐藥性也是農業部門的一個巨大問題。研究人員已經設計出一種新的策略,通過重新利用一種”失敗的”抗生素作為除草劑來解決這個問題。
當涉及到保護他們的作物時,農民有很多事情要做:吃植物的昆蟲,感染葉子、芽和根的微生物,以及與作物爭奪土壤和太陽的入侵雜草。
由於抗除草劑雜草的蔓延,以及由於安全和環境問題對使用現有除草劑的可以理解的立法禁令或限制,除草劑的選擇正在減少。這些問題,再加上多年來沒有生產新型除草劑的事實,導致了人們對可持續農業的未來的擔憂。
現在,南澳大利亞阿德萊德大學的研究人員提出了一個新的解決方案。
有效的除草劑–如廣泛使用的草甘膦–阻止植物製造包括生長在內的各種植物過程所需的某些氨基酸(蛋白質)。研究人員了解到,一種新的除草劑必須抑制導致氨基酸賴氨酸的生物合成的分子途徑。
巧合的是,在過去三十年裡,醫學研究人員一直專注於開發能抑制賴氨酸生物合成的抗生素。然而,大多數沒有進入市場,因為它們對病原體沒有效果。但是,鑑於細菌和植物之間的分子相似性,研究人員探索了將”失敗的”抗生素作為除草劑使用。
通過修改一種用於治療結核病的候選抗生素的分子結構,研究人員發現它可以阻止賴氨酸的產生,這種抗生素未能走出實驗室。
該研究的共同作者之一Andrew Barrow說:”市場上沒有以這種方式工作的商用除草劑。事實上,在過去的40年裡,幾乎沒有任何具有新的作用機制的新除草劑再進入市場。”
重要的是,研究人員說,使用失敗的抗生素作為除草劑不會促成人類對抗生素的耐藥性,因為它們無法殺死細菌,對人體細胞沒有影響。研究人員意識到他們的發現有未開發的潛力。
該研究的通訊作者Tatiana Soares da Costa說:”這一發現對農業產業來說是一個潛在的遊戲規則改變者。現在許多雜草對市場上現有的除草劑有抗性,每年給農民帶來數十億美元的損失。使用失敗的抗生素作為除草劑,為更快地開發新的、更有效的除草劑提供了一條捷徑,這些除草劑針對的是農民認為難以控制的破壞性和入侵性雜草。”
而且,他們說,這一發現可能比農民受益更多;它可能會導致開發家庭用的除草劑。
Barrow說:”我們的再利用方法有可能發現具有廣泛用途的除草劑,可以殺死各種雜草。”
該研究發表在《通信生物學》雜誌上。