研發失敗的抗生素成為意想不到的未來雜草殺手
一種最初為防治結核病而設計的分子,儘管未能作為抗生素進入實驗室,但現在卻顯示出了作為入侵性雜草的強敵的潛力,這些雜草困擾著我們的花園,每年給農民造成數十億美元的損失。
雖然這種失敗的抗生素並不適合其最初的用途,但阿德萊德大學的科學家們發現,通過調整其結構,這種分子可以有效殺死澳大利亞兩種最棘手的雜草–一年生黑麥草和野蘿蔔,而且不會傷害細菌和人體細胞。
這一發現可能會改變農業行業的遊戲規則。阿德萊德大學懷特研究所的首席研究員塔蒂亞娜-蘇亞雷斯-達科斯塔(Tatiana Soares da Costa)博士說:”現在許多雜草都對市場上現有的除草劑產生了抗藥性,每年給農民造成數十億美元的損失。將失效的抗生素用作除草劑為更快地開發出新的、更有效的除草劑提供了捷徑,這些除草劑可針對農民難以控制的破壞性和入侵性雜草。”
該大學除草劑和抗生素創新實驗室的研究人員發現,細菌性超級細菌和雜草在分子水平上有相似之處。
(左起)艾米麗-麥基(Emily Mackie)、安德魯-巴羅(Andrew Barrow)博士和塔蒂亞娜-蘇亞雷斯-達科斯塔(Tatiana Soares da Costa)博士。資料來源:阿德萊德大學
他們利用這些相似之處,通過對一種失效抗生素的結構進行化學修飾,阻止了對雜草生長至關重要的氨基酸賴氨酸的產生。
“目前市場上還沒有以這種方式發揮作用的市售除草劑。”阿德萊德大學懷特研究所Soares da Costa 博士團隊的博士後研究員安德魯-巴羅(Andrew Barrow)博士說:”事實上,在過去40 年中,幾乎沒有任何具有新作用機制的新型除草劑進入市場。”
據估計,雜草每年給澳大利亞農業造成的損失超過50 億澳元。一年生黑麥草尤其是澳大利亞南部最嚴重、成本最高的雜草之一。
Soares da Costa 博士說:”這種捷徑策略節省了寶貴的時間和資源,因此可以加快急需的新型除草劑的商業化進程。同樣重要的是,使用失敗的抗生素不會導致抗生素耐藥性,因為我們發現的除草劑分子不會殺死細菌。它們專門針對雜草,對人體細胞沒有影響。”
從這一發現中獲益的不僅僅是農民。研究人員說,這還可能導致開發出新的除草劑,專門針對生長在我們後院和車道上的討厭雜草。
這種再利用方法有可能發現用途廣泛的除草劑,可以殺死多種雜草。塔蒂亞娜-索亞雷斯-達科斯塔博士和她的團隊目前正在研究通過重新利用其他失敗的抗生素來發現更多的除草劑分子,並與業界合作向市場推出新型安全的除草劑。