Projekti

Uporaba RNA interference in pristopov sistemske biologije za validacijo insekticidov tare v prebavilih koloradskega hrošča

Holder: dr. Marko Petek

Code: Z4-7068

Duration: 1. 1. 2016 - 31. 12. 2017

Podoktorski temeljni raziskovalni projekt Z4-7068 financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.
Povzetek

Koloradski hrošč (KH) je pomemben škodljivec v pridelavi poljščin. Znano je, da je sposoben hitro razviti odpornost na insekticide in predvideva se, da se bo zaradi obetov podnebnih sprememb širil proti severu Evrope. V zadnjem desetletju so dvoverižne RNA (dsRNA) izkazale potencial, da postanejo okoljsko sprejemljiva insekticidna sredstva. Te molekule aktivirajo mehanizem RNA interference (RNAi), ki sproži sekvenčno specifično supresijo izražanja genov, imenovano tudi utišanje genov.

Uspešno utišanje genov in sistemsko širjenje utišanja lahko sprožimo pri KH s hranjenem z dsRNA. Če utišanje gena prekine življenjsko pomemben proces, lahko dsRNA delujejo insekticidno. Prednosti RNAi insekticidov so visoka specifičnost za ciljne vrste, majhna verjetnost razvoja odpornosti in kratko obdobje razgradnje v okolju v netoksične spojine. Ključnega pomena za učinkovitost kot tudi okoljsko varnost dsRNA insekticidov je izbor tarčnih genov.

Glavni cilj tega projekta je identifikacija in validacija tarčnih genov za razvoj RNAi insekticidov s specifičnim delovanjem na KH. Da bi to dosegli, bo potrebno vzpostaviti metodologijo za identifikacijo in potrjevanje učinkovitosti RNAi insekticidov na NIB. To bo vključevalo postopek izbire kandidatnih genov, vzpostavitev metodologije proizvodnje dsRNA in vrednotenja insekticidnega potenciala dsRNA v prehranjevalnih poskusih z žuželkami. Poleg tega bom raziskal vpliv RNAi insekticida na spremembe transkriptoma prebavil KH s pomočjo metode sekvenciranja nove generacije (NGS) imenovane RNA-seq. Da bi raziskal kakšen vpliv ima RNAi insekticid na strukturo bakterijske združbe v prebavilih KH, bom analiziral vsebino prebavil ličink in pridobil metagenomske profile bakterijske združbe z NGS.

Za ovrednotenje učinkovitosti RNAi insekticidov bom uporabil razpoložljiva statistična orodja in že vzpostavljene bioinformatske cevovode za analizo RNA-seq podatkov, medtem ko bom vzpostavil namenski bioinformacijski cevovod za analizo metagenomskih podatkov na NIB.

Projekt bo prispeval k znanosti s:
  • preučitvijo potenciala izbranih kandidatnih genov kot novih tarč za RNAi insekticide,
  • validacijo računalniško predvidenih genskih funkcij pri škodljivcu,
  • sledenjem izražanja izbranih genov v različnih tkivih in razvojnih stopnjah KH,
  • preučevanjem globalnih vzorcev izražanja genov z RNA-seq v prebavilih KH po hranjenju z RNAi insekticidom,
  • preučevanjem vpliva RNAi insekticida na metagenom prebavil KH.
V prihodnosti bodo nova dognanja na podlagi tega znanja omogočila vzpostavitev bolj trajnostnih praks v kmetijstvu. Razvita metodologija utišanja genov bo prenosljiva na druge organizme, kar bo vplivalo tudi na področja, ki niso povezana z zaščito rastlin. Zaradi perspektivnosti RNAi tehnologije na področju kmetijstva in biotehnologije predstavlja ta projekt priložnost za ustanovitev novih podjetij, ki bodo tržila RNAi tehnologije.

Hkrati bo podoktorski projekt tudi priložnost za vzpostavitev boljših povezav z drugimi znanstveniki, ki delajo na področju RNAi in možnost pridružitve konzorcijem, ki se prijavljajo na mednarodne razpise za raziskovalne projekte.

Bibliografski podatki in ostali podatki o projektu - povezava na SICRIS.

Povezava na spletno stran projekta - http://projects.nib.si/RNAinVAL.