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Wissenschaftler haben ein neues Zielprotein für Insektizide entdeckt

DNA-MethylierungErbgutmarkierung sagt Sterblichkeit voraus

DNA-Methylierung (© Schuster, DKFZ)

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InsektizidforschungZielprotein für Pymetrozine und Pyrifluquinanzon entdeckt

Wissenschaftler der BASF Crop Protection und der Universität Göttingen haben ein neues Zielprotein für Insektizide gefunden. Die Entdeckung stellt die erste Identifikation von Vanilloid-Rezeptoren, den TRPV-Ionenkanälen, als Insektizidziele dar.

Mottenschildlaus

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Neuron veröffentlicht. Sie könnten helfen, auf Insektizid-Resistenzen besser zu reagieren und sich positiv auf die weitere Forschung und Insektizidnutzung auswirken.

Die Studie konzentrierte sich auf die Wirkungsweise der Insektizide Pymetrozine und Pyrifluquinanzon. Die Wissenschaftler identifizierten einen neuen TRPV-Ionenkanalkomplex als Zielprotein der beiden Wirkstoffe. Insekten verfügen über zwei TRPV-Kanäle, die zusammen in bestimmten Dehnungsrezeptoren in Gelenken vorkommen, zum Beispiel in der Antenne und den Beinen. Durch mechanische Reize sorgen diese Dehnungsrezeptoren für Gleichgewicht, Gehör und Koordination.

Die beiden Insektizide wirken selektiv nur auf diese Dehnungsrezeptoren, indem sie einen Ionenkanalkomplex aktivieren, der von den beiden TRPV-Kanälen gebildet wird. Die Insektizide führen durch die Aktivierung dieses TRPV-Kanalkomplexes zu einer Überstimulierung der Dehnungsrezeptoren und stören damit die Fortbewegung und die Nahrungsaufnahme der Insekten. Wirkstoffe dieser Art können gegen saugende Pflanzenschädlinge eingesetzt werden, insbesondere gegen Mottenschildläuse und Blattläuse.

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Da mit dem Studienergebnis nun der genaue Zielpunkt von Pymetrozine und Pyrifluquinanzon bekannt ist, kann die Pflanzenschutzindustrie Landwirte bei der Schädlingsbekämpfung noch besser beraten. „Beispielsweise sollten wir Felder nicht nacheinander mit diesen beiden Substanzen behandeln. Je mehr diese Wirkstoffe an einem Ort versprüht werden, umso schneller entwickeln die Insekten eine Resistenz. Die Ergebnisse helfen uns dabei, die Insektizide zielgerichteter und nachhaltigerer einzusetzen“, stellt Dr. Vincent Salgado, Biologe BASF Crop Protection, fest.

„Die Tatsache, dass die beiden Insektizide auf einen TRPV-Ionenkanal-Komplex wirken, ist für uns besonders interessant“, so der Neurowissenschaftler Prof. Dr. Martin Göpfert von der Universität Göttingen. „Wir hatten lange vermutet, dass die beiden TRPVs in diesen Dehnungsrezeptoren gemeinsam einen Ionenkanalkomplex bilden, aber erst mittels der Insektizid-Wirkstoffe konnten wir dies auch aufzeigen.“

Die Studie deckt einen spannenden Aspekt der Biologie auf: Sie hat einen neuen Ionenkanalkomplex identifiziert, der bei der Erkennung mechanischer Reize eine Schlüsselrolle spielt. Darüber hinaus können die in der Studie verwendeten Methoden auch für andere Insektizide angewendet werden und bei der Identifizierung neuer Insektizid-Wirkstoffe mit ähnlicher Wirkungsweise hilfreich sein.

Originalveröffentlichung:
Alexandre Nesterov et al. TRP Channels in Insect Stretch Receptors as Insecticide Targets. Neuron 2015. DOI: 10.1016/j.neuron.2015.04.001.

Kontaktadressen:
Prof. Dr. Martin Göpfert
Georg-August-Universität Göttingen – Abteilung Zelluläre Neurobiologie
Julia-Lermontowa-Weg 3, 37077 Göttingen
E-Mail: mgoepfe@gwdg.de
Internet: www.cellneuro.uni-goettingen.de/index.php

Friederike Wurth
BASF SE Crop protection
E-Mail: friedrike.wurth@basf.com

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