作物受损研究人员努力管理寄生蛔虫

以植物为食的蛔虫每年造成约1000亿美元的全球作物损失。现在，新罕布什尔大学的研究人员已经发表了一项正在申请专利的研究，即蛔虫中的某些酶(称为线虫)的行为与人类中的相同酶的行为不同，氨基酸可能起着关键作用。

PLOS ONE期刊上发表的研究结果非常重要，因为它们推动了科学研究，开发新的，更环保的杀虫剂来管理线虫，并减少对玉米，棉花，小麦，大豆，大米和马铃薯等农作物的全球损害。

“植物寄生线虫是造成美国和世界各地作物生产严重损失的原因，”新罕布什尔州农业试验站分子，细胞和生物医学科学教授，研究员Rick Cote说。

“目前的化学杀线虫剂对人类具有高度毒性，因此需要对农业工人和环境产生不利影响的'下一代'杀线虫剂。我们的工作确定磷酸二酯酶是开发更安全，更可持续的杀线虫剂的新靶点。”

除了Cote，该研究由生物化学博士生Kevin Schuster进行;Mohammadjavad Mohammadi，化学工程博士生;Karyn Cahill和Suzanne Matte，前研究人员;Alexis Maillet，生物医学科学本科生;和Harish Vashisth，化学工程助理教授。

具体而言，研究人员专注于磷酸二酯酶(PDEs)。所有动物都使用PDE来调节许多生理过程，包括运动，繁殖和感官知觉。此前，Cote和Schuster发现活线虫暴露于某些化合物(称为PDE抑制剂)会阻碍PDE的作用，阻碍线虫的运动及其在环境中感知食物的能力。希望将线虫特异性PDE抑制剂应用于农田可以防止植物寄生线虫感染植物根。

在这项研究中，研究人员比较了人类PDE(特别是PDE4)对线虫PDE4反应的反应，当他们将相同的PDE抑制剂应用于每种酶时。他们发现，在所有情况下，与人类酶活性相比，他们测试的PDE抑制剂在阻碍线虫酶活性方面不太成功。

这导致Vashisth和Mohammadi在原子水平上研究PDE4酶中哪些氨基酸导致这些药理学差异。他们发现某些氨基酸以及两种酶的总体结构的差异有助于降低PDE抑制剂阻断线虫酶作用的效力。UNH已为此发现申请了专利，可通过UNHInnovation获得许可。

“通过显示线虫PDE的序列和结构显着不同，我们设想能够设计选择性靶向植物寄生线虫的化学杀线虫剂。针对线虫PDEs的杀线虫剂具有不影响作物的额外优势，因为植物缺乏PDE，对动物和人类都是环保的，“舒斯特说。

研究人员正在扩大他们对PDE抑制剂应用于活线虫的影响的研究。“我们相信某些线虫偏微生物可以控制寻找食物或繁殖所需的重要生理过程，抑制线虫偏微生物可能是致命的或导致不育。这项研究的长期方向是利用从这项研究中获得的知识来设计新的选择性地抑制线虫PDEs而不影响其他动物PDE的化合物，“Cote说。