Une nouvelle génération de "pesticides à ARNi" à inactivation génique fait son chemin dans le système de réglementation et sera bientôt disponible pour un usage agricole.

Ces pesticides ARNi, qui agissent en interférant avec le fonctionnement des ravageurs à ARN tueurs de cultures, sont génétiquement modifiés dans les cultures agricoles, donner aux plantes leur propre défense contre les parasites. Jusque récemment, il n'y avait aucune méthode pour mesurer la quantité de pesticide présente dans l'environnement dynamique du sol agricole.

Le mois dernier, cependant, des chercheurs de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis ont publié leur technique pour mesurer la quantité de pesticide ARNi présente dans quelques grammes de sol. Leurs recherches ont été publiées dans l'édition du 21 avril de Sciences et technologies de l'environnement .

Kimberly Parker, professeur assistant en énergie, génie environnemental et chimique, dirigé la recherche qui a abouti à l'article. Pour comprendre comment ces pesticides ARNi se comportent dans le monde réel, Parker a dit, "Nous devions être en mesure de déterminer ce qui leur arrive dans l'environnement."

L'année dernière, Parker a publié ses découvertes sur les forces agissant sur les pesticides ARNi lorsqu'ils se déplaçaient dans le sol dans un laboratoire. La recherche en laboratoire avait été possible parce que les chercheurs avaient intégré un atome radioactif dans la molécule de pesticide. Il agissait comme un minuscule phare de lumière qui permettait de suivre le mouvement de la molécule.

Ces méthodes étaient informatives, "mais ils ne peuvent pas être utilisés pour des évaluations sur le terrain, " a déclaré Parker. " C'est la première méthode que nous pouvons utiliser dans un vrai champ de cultures agricoles, où vous n'avez pas d'environnement de laboratoire contrôlé."

Afin de quantifier la quantité de pesticide ARNi dans un échantillon, Parker et son équipe ont maintenant développé une méthode d'extraction et de nettoyage en deux étapes. Ils ont commencé par soulever doucement les molécules du pesticide d'une particule de sol, puis par les transférer dans une solution. « Nous devions les extraire efficacement sans endommager la structure, " elle a dit.

Ils ont finalement utilisé une molécule "concurrente" - dans ce cas, phosphate—avec une structure similaire à l'épine dorsale de la molécule de pesticide. Lorsqu'il est ajouté à la solution avec le pesticide, le concurrent adsorbé, ou s'est attaché à, les particules du sol. Sans espace laissé sur le matériel, le pesticide n'avait rien à quoi s'attacher et restait dans la solution.

Inévitablement, une partie de la matière organique du sol accompagne le trajet. Cet excès de matière rendrait difficile l'identification du pesticide ARNi au moment de l'analyse.

C'est là qu'intervient la deuxième étape :la phase de nettoyage. Ils ont ensuite dû développer une méthode utilisant un matériau qui isolerait le pesticide ARNi.

Une fois la molécule isolée, l'équipe pourrait utiliser la transcription inverse quantitative amplification en chaîne par polymérase (RT-qPCR), une méthode pour mesurer la quantité d'un ARN spécifique, y compris les pesticides ARNi.

C'est la première méthode qui peut quantifier les pesticides ARNi à des concentrations pertinentes pour l'environnement. Depuis le développement de cette nouvelle méthode, Parker et son équipe ont validé son utilisation pour mesurer les pesticides ARNi dans un sol agricole authentique.

La prochaine étape de cette recherche consistera à mettre la méthode en pratique, en examinant comment ces nouveaux pesticides suppresseurs de gènes persistent ou se dégradent dans l'environnement. Ce qui est déjà clair, cependant, est la nécessité de mesurer avec précision le pesticide dans le sol afin de comprendre comment il se comportera en milieu agricole.

"À ce stade, nous avons découvert que le taux de dégradation va dépendre de la concentration de la molécule, " dit Parker.

"Il est donc important que notre méthode puisse détecter des concentrations aux niveaux que nous attendons dans l'environnement, " elle a dit, "et donc nous pouvons mener des expériences à des concentrations qui sont réalistes et représentatives de ce que vous verriez dans l'environnement."