식물기생선충은 토양에 서식하며 뿌리를 갉아먹어 작물에 피해를 주는 아주 작은 유기체입니다. 현재 농민들은 농작물에 살충제를 뿌려 선충류를 제거하고 있습니다. 이러한 화학물질은 토양 표면에만 머무르도록 되어 있기 때문에 뿌리까지 씻어내려면 많은 양의 물을 사용하여 대량으로 시용해야 합니다. 이는 농부들이 살충제에 많은 돈을 지출해야 하고, 많은 물을 사용해야 하며, 많은 독성 화학 물질이 환경에 유입된다는 것을 의미합니다.
이제 과학자들은 변형된 식물 바이러스를 사용하여 선충류를 제거하는 보다 친환경적이고 효과적인 방법을 개발했습니다.
덜 낭비적이고 환경 친화적인 대안을 찾고 있던 샌디에이고 캘리포니아 대학의 Nicole Steinmetz 교수와 동료들은 담배 녹색 모자이크 바이러스에 관심을 돌렸습니다. 살충제와 달리 담배 녹색 모자이크 바이러스는 자연적으로 토양을 통해 아래쪽으로 퍼지는 데 좋습니다.
엔지니어들은 이전에는 도달할 수 없었던 토양 깊숙이 살충제 분자를 전달할 수 있는 식물 바이러스로 만든 나노입자를 개발했습니다. 이 개발은 농부들이 비용, 살충제 사용 및 환경 독성을 최소화하면서 작물 뿌리를 괴롭히는 기생 선충을 효과적으로 통제하는 데 도움이 될 가능성이 있습니다.
과학자들은 먼저 바이러스의 RNA를 제거하여 식물에 감염되지 않도록 만듭니다. 그런 다음 변형된 바이러스의 나노입자를 살충제 이버멕틴이 포함된 용액에 혼합했습니다. 살충제는 혼합물을 가열하는 "열 형태 전환"이라는 간단한 과정을 통해 나노입자로 캡슐화됩니다.
실험실 테스트에서 살충제가 함유된 나노입자는 토양 10cm(3.9인치)에 성공적으로 침투했습니다. 이 입자를 토양 샘플에서 회수하여 선충이 담긴 페트리 접시에 첨가했을 때, 그들이 운반한 살충제는 선충 개체수의 최소 절반을 전멸시켰습니다.
이 원샷 합성 방법에는 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 비용이 저렴하고 몇 단계만 거치면 되며, 정제 과정이 간단합니다. 이 방법은 확장성이 뛰어나므로 농부들이 보다 저렴한 제품을 얻을 수 있는 길을 열어줍니다. 둘째, 이 방법은 농약을 표면에 화학적으로 결합시키는 것이 아니라 나노입자 내에 농약을 간단히 캡슐화하여 농약의 원래 화학 구조를 보존합니다.
이제 계획은 선충에 감염된 실제 작물에 나노입자를 테스트하는 것입니다. Steinmetz는 "이 기술은 살충제 사용을 늘리지 않고도 현장 처리를 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다."라고 말했습니다.
이번 연구에 관한 논문은 최근 NanoLetters 저널에 게재되었습니다.