የአዮዲን እና የአቨርሜክቲን ግምገማ እንደ የፓይን ኔማቶድ በሽታ መንስኤዎች

የጥድ ናማቶድ በፓይን ደን ሥነ-ምህዳሮች ውስጥ ከባድ የኢኮኖሚ ኪሳራ እንደሚያስከትል የሚታወቅ የኳራንቲን ማይግራቶሪ ኢንዶፓራሳይት ነው። የአሁኑ ጥናት በፓይን ናማቶዶች ላይ ሃሎጅን የተደረጉ ኢንዶሎች የኔማቲክሳይድ እንቅስቃሴን እና የድርጊት ዘዴያቸውን ይገመግማል። የ5-አዮዶይንዶል እና አቨርሜክቲን (አዎንታዊ ቁጥጥር) በፓይን ናማቶዶች ላይ የኔማቲክሳይድ እንቅስቃሴዎች ተመሳሳይ እና ዝቅተኛ ክምችት (10 μg/mL) ነበሩ (5-አዮዶይንዶል) የፅንስ መፈጠርን፣ የመራቢያ እንቅስቃሴን፣ የፅንስ እና የእጭ ሞትን እና የሎሞቶር ባህሪን ቀንሷል። የሊጋንድ ሞለኪውላዊ መስተጋብር ከአከርካሪ-አልባ-ተኮር የግሉታሜት-ጋድ ክሎራይድ ቻናል ተቀባዮች ጋር እንደ አቨርሜክቲን ያሉ 5-አዮዶይንዶል ከተቀባዩ ንቁ ቦታ ጋር በጥብቅ ይያያዛል የሚለውን ሀሳብ ይደግፋል። 5-አዮዶይንዶል በኔማቶዶች ውስጥ የተለያዩ የፊኖታይፒክ መበላሸትን አስከትሏል፣ ይህም ያልተለመደ የአካል ክፍል መሰባበር/መቀነስ እና የቫኩኦላይዜሽን መጨመርን ጨምሮ። እነዚህ ውጤቶች ቫኩዮሎች በኔማቶድ ሜቲሌሽን-መካከለኛ ሞት ውስጥ ሚና ሊጫወቱ እንደሚችሉ ይጠቁማሉ። በጣም አስፈላጊው ነገር፣ 5-አዮዲንዶል ለሁለቱም የእፅዋት ዝርያዎች (ጎመን እና ራዲሽ) መርዛማ ያልሆነ ነበር። ስለዚህ፣ ይህ ጥናት በአካባቢ ሁኔታዎች ውስጥ አዮዲንዶል መጠቀም የፓይን መጥለቅለቅ ጉዳትን ሊቆጣጠር እንደሚችል ያሳያል።
የጥድ እንጨት ናማቶድ (ቡርሳፌሌንቹስ ክሲሎፊለስ) የጥድ እንጨት ናማቶድ (PWN) አካል ሲሆን እነዚህም በፓይን ደን ሥነ-ምህዳሮች ላይ ከባድ ሥነ-ምህዳራዊ ጉዳት እንደሚያደርሱ ይታወቃል። 1. በፓይን እንጨት ናማቶድ ምክንያት የሚመጣ የጥድ ዊልት በሽታ (PWD) እስያንና አውሮፓን ጨምሮ በብዙ አህጉራት ላይ ከባድ ችግር እየሆነ መጥቷል፣ እና በሰሜን አሜሪካ ናማቶድ የተጀመሩትን የጥድ ዝርያዎችን ያጠፋል1,2. የጥድ ዛፍ መቀነስ ዋና የኢኮኖሚ ችግር ነው፣ እና የአለም አቀፍ ስርጭት ተስፋው አሳሳቢ ነው3. የሚከተሉት የጥድ ዝርያዎች በናማቶድ በብዛት ይጠቃሉ፡- ፒነስ ዴንሲፍሎራ፣ ፒነስ ሲልቬስትሪስ፣ ፒነስ ቱንበርጊ፣ ፒነስ ኮራይየንሲስ፣ ፒነስ ቱንበርጊ፣ ፒነስ ቱንበርጊ፣ እና ፒነስ ራዲያታ4። የጥድ ናማቶድ በበሽታው ከተያዙ በኋላ ባሉት ሳምንታት ወይም ወራት ውስጥ የጥድ ዛፎችን ሊገድል የሚችል ከባድ በሽታ ነው። በተጨማሪም የጥድ ናማቶድ ወረርሽኝ በተለያዩ ሥነ-ምህዳሮች ውስጥ የተለመደ ነው፣ ስለዚህ የማያቋርጥ የኢንፌክሽን ሰንሰለቶች ተቋቁመዋል1.
ቡርሳፌሌንቹስ ክሲሎፊለስ የሱፐርፋሚሊ አፌሌንቾይዴአ እና ክላድ 102.5 የሆነ የኳራንቲን ተክል-ጥገኛ ኔማቶድ ነው። ኔማቶድ ፈንገሶችን ይመገባል እና በፓይን ዛፎች የእንጨት ሕብረ ሕዋሳት ውስጥ ይባዛል፣ በአራት የተለያዩ የእጭ ደረጃዎች ያድጋል፡ L1፣ L2፣ L3፣ L4 እና አዋቂ ግለሰብ1,6። በምግብ እጥረት ሁኔታዎች ውስጥ፣ የጥድ ኔማቶድ ወደ ልዩ የእጭ ደረጃ - ዳወር ያልፋል፣ ይህም ቬክተሩን - የጥድ ቅርፊት ጥንዚዛ (ሞኖካመስ አልተርናተስ) ጥገኛ ያደርገዋል እና ወደ ጤናማ የጥድ ዛፎች ይተላለፋል። ጤናማ አስተናጋጆች ውስጥ፣ ኔማቶዶች በፍጥነት በእፅዋት ሕብረ ሕዋሳት ውስጥ ይፈልሳሉ እና ፓረንቺማቶስ ሴሎችን ይመገባሉ፣ ይህም ወደ በርካታ የአለርጂ ምላሾች፣ የጥድ ጠመዝማዛ እና ከበሽታ በኋላ በአንድ ዓመት ጊዜ ውስጥ ሞት ያስከትላል1,7,8።
የጥድ ናማቶዶችን ባዮሎጂካል ቁጥጥር ለረጅም ጊዜ ፈታኝ ሆኖ ቆይቷል፣ የኳራንቲን እርምጃዎች ከ20ኛው ክፍለ ዘመን ጀምሮ ናቸው። የጥድ ናማቶዶችን ለመቆጣጠር አሁን ያሉት ስልቶች በዋናነት የኬሚካል ሕክምናዎችን ያካትታሉ፣ ይህም የእንጨት ማቃጠልን እና ናማቲሳይዶችን በዛፍ ግንዶች ውስጥ መትከልን ያካትታል። በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት ናማቲሳይዶች አቨርሜክቲን እና አቨርሜክቲን ቤንዞኤት ሲሆኑ እነዚህም የአቨርሜክቲን ቤተሰብ ናቸው። እነዚህ ውድ ኬሚካሎች በብዙ የናማቶድ ዝርያዎች ላይ በጣም ውጤታማ ናቸው እና ለአካባቢ ተስማሚ እንደሆኑ ይቆጠራሉ። ሆኖም፣ እንደ ሌፕቲኖታርሳ ​​ዴሴምላይናታ፣ ፕሉቴላ ክሲሎስቴላ እና ናማቶዶች ትሪኮስትሮንግዊለስ ኮሉብሪፎርሚስ እና ኦስተርታጊያ ሰርኩምሲንክታ ላሉ በርካታ የነፍሳት ተባዮች እንደተረጋገጠው፣ የመቋቋም ቅጦች በየጊዜው ማጥናት እና ናማቲሳይዶች ያለማቋረጥ መመርመር አለባቸው። PVDን ለመቆጣጠር አማራጭ፣ ወጪ ቆጣቢ እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ እርምጃዎችን ለማግኘት። በቅርብ አሥርተ ዓመታት ውስጥ፣ በርካታ ደራሲዎች የእፅዋት ተዋጽኦዎችን፣ አስፈላጊ ዘይቶችን እና ተለዋዋጭ ንጥረ ነገሮችን እንደ ኔማቶድ መቆጣጠሪያ ወኪሎች13፣14፣15፣16 እንዲጠቀሙ ሐሳብ አቅርበዋል።
በቅርቡ በካኖርሃብዲቲስ ኤሌጋንስ 17 ውስጥ የኢንዶል፣ የኢንተርሴሉላር እና የኢንተርኪንግደም ምልክት ሞለኪውል፣ የኔማቲክ እንቅስቃሴን አሳይተናል። ኢንዶል በማይክሮባላዊ ሥነ-ምህዳር ውስጥ ሰፊ የሆነ የሴሉላር ምልክት ሲሆን የማይክሮባላዊ ፊዚዮሎጂን፣ የስፖሮችን መፈጠር፣ የፕላዝሚድ መረጋጋትን፣ የመድኃኒት መቋቋምን፣ የባዮፊልም መፈጠርን እና የቫይረስ በሽታን የሚነኩ በርካታ ተግባራትን ይቆጣጠራል 18፣ 19። የኢንዶል እና ተዋጽኦዎቹ ከሌሎች በሽታ አምጪ ኔማቶዶች ጋር የሚያደርጉት እንቅስቃሴ አልተጠናም። በዚህ ጥናት፣ 34 ኢንዶሎች በፓይን ኔማቶዶች ላይ ያላቸውን የኔማቲክ እንቅስቃሴ መርምረናል እና በጣም ኃይለኛ የሆነውን 5-አዮዲንዶል የተግባር ዘዴ በማይክሮስኮፒ፣ በጊዜ ሂደት የሚፈጅ ፎቶግራፍ እና በሞለኪውላር ዶክንግ ሙከራዎች አብራርተናል፣ እና በእፅዋት ላይ ያለውን መርዛማ ተፅእኖ በዘር ማብቀል ምርመራ ገምግመናል።
ከፍተኛ የኢንዶል ክምችት (>1.0 mM) ቀደም ሲል በኔማቶዶች ላይ የኔማቶዶች ተጽእኖ እንዳለው ተዘግቧል17። በ1 mM ላይ ቢ. ክሲሎፊለስ (የተደባለቁ የህይወት ደረጃዎች) በኢንዶል ወይም 33 የተለያዩ የኢንዶል ተዋጽኦዎች ከታከሙ በኋላ የቢ. ክሲሎፊለስ ሞት የሚለካው በቁጥጥር እና በታከሙ ቡድኖች ውስጥ በሕይወት ያሉ እና የሞቱ ኔማቶዶችን በመቁጠር ነው። አምስት ኢንዶሎች ጉልህ የሆነ የኔማቲካል እንቅስቃሴ አሳይተዋል፤ ያልታከመው የቁጥጥር ቡድን ህልውና ከ24 ሰዓታት በኋላ 95 ± 7% ነበር። ከተፈተኑት 34 ኢንዶሎች ውስጥ 5-አዮዲንዶል እና 4-ፍሎሮኢንዶል በ1 mM 100% ሞት አስከትሏል፣ 5,6-ዲፍሎሮኢንዶል፣ ሜቲሊንዶል-7-ካርቦክሲሌት እና 7-አዮዲንዶል ደግሞ በግምት 50% ሞት አስከትለዋል (ሠንጠረዥ 1)።
የ5-አዮዲንዶል የቫኩዮል ምስረታ እና የፓይን እንጨት ናማቶድ ሜታቦሊዝም ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ። (ሀ) የአቨርሜክቲን እና የ5-አዮዲንዶል በአዋቂ ወንድ ናማቶዶች ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ፣ (ለ) የL1 ደረጃ ናማቶድ እንቁላሎች እና (ሐ) የቢ. ክሲሎፊለስ ሜታቦሊዝም፣ (i) ቫኩዮሎች በ0 ሰዓት ውስጥ አልታዩም፣ ሕክምናው (ii) ቫኩዮሎች፣ (iii) የበርካታ ቫኩዮሎች ክምችት፣ (iv) የቫኩዮሎች እብጠት፣ (v) የቫኩዮሎች ውህደት እና (vi) የግዙፍ ቫኩዮሎች መፈጠርን አስከትሏል። ቀይ ቀስቶች የቫኩዮሎች እብጠትን ያመለክታሉ፣ ሰማያዊ ቀስቶች የቫኩዮሎች ውህደትን ያመለክታሉ እና ጥቁር ቀስቶች ግዙፍ ቫኩዮሎችን ያመለክታሉ። የመለኪያ አሞሌ = 50 μm።
በተጨማሪም፣ ይህ ጥናት በፓይን ናማቶዶች ውስጥ የሚቴን ምክንያት የሆነውን ሞት ተከታታይ ሂደትም ገልጿል (ምስል 4ሐ)። ሜታኖጂኒክ ሞት ከታዋቂ ሳይቶፕላዝማክ ቫኩዮሎች ክምችት ጋር የተያያዘ አፖፕቶቲክ ያልሆነ የሴል ሞት አይነት ነው። በፓይን ናማቶዶች ውስጥ የሚታዩት ሞርፎሎጂካል ጉድለቶች ከሚቴን ምክንያት ከሚመጣው ሞት ዘዴ ጋር በቅርበት የተቆራኙ ይመስላሉ። በተለያዩ ጊዜያት በአጉሊ መነጽር የተደረገ ምርመራ እንደሚያሳየው ግዙፍ ቫኩዮሎች ለ5-አዮዶይንዶል (0.1 mM) ከተጋለጡ 20 ሰዓታት በኋላ እንደተፈጠሩ አሳይቷል። ማይክሮስኮፒክ ቫኩዮሎች ከ8 ሰዓታት ሕክምና በኋላ ታይተዋል፣ እና ቁጥራቸው ከ12 ሰዓታት በኋላ ጨምሯል። ከ14 ሰዓታት በኋላ በርካታ ትላልቅ ቫኩዮሎች ታይተዋል። ከ12-16 ሰዓታት ሕክምና በኋላ በርካታ የተዋሃዱ ቫኩዮሎች በግልጽ ይታያሉ፣ ይህም የቫኩዮል ውህደት የሜታኖጂኒክ ሞት ዘዴ መሠረት መሆኑን ያሳያል። ከ20 ሰዓታት በኋላ፣ በትል ውስጥ በርካታ ግዙፍ ቫኩዮሎች ተገኝተዋል። እነዚህ ምልከታዎች በሲ. ኤሌጋንስ ውስጥ የሜቱኦሲስ የመጀመሪያ ሪፖርትን ይወክላሉ።
በ5-አዮዲንዶል የታከሙ ትሎች ውስጥ፣ የቫኩኦል ውህደት እና መሰበር ተስተውሏል (ምስል 5)፣ ይህም በትል መታጠፍ እና የቫኩኦል መለቀቅ ወደ አካባቢው በመለቀቁ ታይቷል። የቫኩኦል መበላሸትም በእንቁላል ቅርፊት ሽፋን ውስጥ ታይቷል፣ ይህም በተለምዶ በሚፈለፈሉበት ጊዜ በL2 ሳይበላሽ ይጠበቃል (ተጨማሪ ምስል S2)። እነዚህ ምልከታዎች የፈሳሽ ክምችት እና የኦስሞሬጉላቶሪ ውድቀት እንዲሁም በቫኩኦል ምስረታ እና መሟጠጥ ሂደት ውስጥ የሚቀለበስ የሕዋስ ጉዳት (RCI) ተሳትፎን ይደግፋሉ (ምስል 5)።
በተስተዋለው የቫኩኦል ምስረታ ውስጥ የአዮዲን ሚና በመገመት፣ የሶዲየም አዮዳይድ (NaI) እና የፖታስየም አዮዳይድ (KI) የኔማቲክሳይድ እንቅስቃሴን መርምረናል። ሆኖም ግን፣ በክምችቶች (0.1፣ 0.5 ወይም 1 mM)፣ የናማቶድ ህልውና ወይም የቫኩኦል ምስረታ ላይ ተጽዕኖ አላሳደሩም (ተጨማሪ ምስል S5)፣ ምንም እንኳን 1 mM KI ትንሽ የኔማቲክሳይድ ተጽእኖ ቢኖረውም። በሌላ በኩል፣ እንደ 5-አዮዳይንዶል ያሉ 7-አዮዳይንዶል (1 ወይም 2 mM) በርካታ ቫኩኦሎችን እና የመዋቅር መበላሸትን አስከትለዋል (ተጨማሪ ምስል S6)። ሁለቱ አዮዳይንዶሎች በፓይን ኔማቶዶች ውስጥ ተመሳሳይ የፊኖታይፕ ባህሪያትን አሳይተዋል፣ NaI እና KI ግን አላሳዩም። የሚገርመው ነገር፣ ኢንዶል በተፈተነው ክምችት (መረጃ አልታየም) በቢ. ክሲሎፊለስ ውስጥ የቫኩኦል ምስረታ አላመጣም። ስለዚህ ውጤቶቹ የኢንዶል-አዮዲን ውስብስብ ለቢ. ክሲሎፊለስ ቫኩኦላይዜሽን እና ሜታቦሊዝም ተጠያቂ መሆኑን አረጋግጠዋል።
ለኔማቲክል እንቅስቃሴ ከተፈተኑት ኢንዶሎች መካከል 5-አዮዶይንዶል ከፍተኛው የተንሸራታች ኢንዴክስ -5.89 kcal/mol፣ በመቀጠልም 7-አዮዶይንዶል (-4.48 kcal/mol)፣ 4-ፍሎሮይንዶል (-4.33) እና ኢንዶል (-4.03) ነበረው (ምስል 6)። የ5-አዮዶይንዶል ጠንካራ የጀርባ አጥንት ሃይድሮጂን ትስስር ከሉሲን 218 ጋር ያለው ትስስር እንዲረጋጋ ያደርጋል፣ ሌሎች የኢንዶል ተዋጽኦዎች ደግሞ በጎን ሰንሰለት ሃይድሮጂን ቦንዶች በኩል ከሴሪን 260 ጋር ይያያዛሉ። ከሌሎች ሞዴል አዮዲንዶሎች መካከል፣ 2-አዮዲንዶል -5.248 kcal/mol የሆነ የማሰሪያ እሴት አለው፣ ይህም ከሉሲን 218 ጋር ባለው ዋና የሃይድሮጂን ትስስር ምክንያት ነው። ሌሎች የሚታወቁ ማሰሪያዎች 3-አዮዲንዶል (-4.3 kcal/mol)፣ 4-አዮዲንዶል (-4.0 kcal/mol) እና 6-ፍሎሮኢንዶል (-2.6 kcal/mol) ያካትታሉ (ተጨማሪ ምስል S8)። አብዛኛዎቹ halogenated indoles እና indole እራሱ፣ ከ5-iodoindole እና 2-iodoindole በስተቀር፣ ከሴሪን 260 ጋር ትስስር ይፈጥራሉ። ለኢቨርሜክቲን እንደታየው ከሉሲን 218 ጋር የሃይድሮጂን ትስስር ውጤታማ ተቀባይ-ሊጋንድ ትስስርን የሚያመለክት ነው (ተጨማሪ ምስል S7)፣ እንደ ኢቨርሜክቲን ያሉ 5-iodoindole እና 2-iodoindole፣ በሉሲን 218 በኩል ከግሉCL ተቀባይ ንቁ ቦታ ጋር በጥብቅ እንደሚጣበቁ ያረጋግጣል (ምስል 6 እና ተጨማሪ ምስል S8)። ይህ ትስስር የግሉCL ውስብስብ ክፍት ቀዳዳ መዋቅርን ለመጠበቅ እና ከግሉCL ተቀባይ ንቁ ቦታ ጋር በጥብቅ በመተሳሰር የአዮን ቻናል ክፍት ሆኖ እንዲቆይ እና ፈሳሽ እንዲወስድ ያስችለዋል ብለን እንመክራለን።
የኢንዶል እና ሃሎጅኔትድ ኢንዶል ሞለኪውላዊ መተከል ከግሉCL ጋር። የ(A) ኢንዶል፣ (B) 4-ፍሎሮኢንዶል፣ (C) 7-አዮዶይንዶል እና (D) 5-አዮዶይንዶል ሊጋንድ ከግሉCL ንቁ ቦታ ጋር የማያያዝ አቅጣጫዎች። ፕሮቲኑ በሪባን ይወከላል፣ እና የጀርባ አጥንት ሃይድሮጂን ትስስሮች እንደ ቢጫ ነጠብጣብ መስመሮች ይታያሉ። (A′)፣ (B′)፣ (C′) እና (D′) ተጓዳኝ ሊጋንድ ከአካባቢው አሚኖ አሲድ ቅሪቶች ጋር ያላቸውን መስተጋብር ያሳያሉ፣ እና የጎን ሰንሰለት ሃይድሮጂን ትስስሮች በሮዝ ነጠብጣብ ቀስቶች ይጠቁማሉ።
5-አዮዲንዶል በጎመን እና ራዲሽ ዘሮች ላይ የሚያሳድረውን መርዛማ ተጽእኖ ለመገምገም ሙከራዎች ተደርገዋል። 5-አዮዲንዶል (0.05 ወይም 0.1 mM) ወይም አቨርሜክቲን (10 μg/mL) በመጀመሪያ ቡቃያ እና የእፅዋት ብቅ ማለት ላይ ብዙም ወይም ምንም ተጽእኖ አልነበራቸውም (ምስል 7)። በተጨማሪም፣ ያልታከሙ መቆጣጠሪያዎች የመብቀል መጠን እና በ5-አዮዲንዶል ወይም በአቨርሜክቲን የታከሙ ዘሮች መካከል ምንም ጉልህ ልዩነት አልተገኘም። ምንም እንኳን 1 mM (10 እጥፍ ንቁ ክምችት) የ5-አዮዲንዶል የጎን ሥሮች እድገትን በትንሹ ዘግይቶ ቢሆንም፣ በታፕሩት ማራዘም እና በተፈጠሩት የጎን ሥሮች ብዛት ላይ ያለው ተጽእኖ እዚህ ግባ የሚባል ባይሆንም። እነዚህ ውጤቶች 5-አዮዲንዶል ለተክሎች ሴሎች መርዛማ ያልሆነ እና በተጠኑት ክምችት ላይ በተክሎች ልማት ሂደቶች ላይ ጣልቃ እንደማይገባ ያመለክታሉ።
የ5-አዮዲንዶል በዘር ማብቀል ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ። የቢ. ኦሌሬሲያ እና የR. ራፋንስትረም ዘሮች በሙራሺጌ እና ስኮግ አጋር መካከለኛ ላይ በአቨርሜክቲን ወይም በ5-አዮዲንዶል ያለ ወይም ያለሱ መበቀል፣ ማብቀል እና የጎን ሥር መስጠት። ማብቀል የተዘገበው በ22°ሴ የሙቀት መጠን ለ3 ቀናት ከተቆጠበ በኋላ ነው።
ይህ ጥናት በኢንዶልስ አማካኝነት ናማቶድ የሚገድልባቸውን በርካታ ጉዳዮችን ሪፖርት አድርጓል። በአስፈላጊነቱ፣ ይህ አዮዲንዶል ሜቲሌሽን (ትንንሽ ቫክዩሎች ቀስ በቀስ ወደ ግዙፍ ቫክዩሎች በመዋሃድ የሚከሰት ሂደት ሲሆን በመጨረሻም የሜምብሬን መሰንጠቅ እና ሞት ያስከትላል) በፓይን መርፌዎች ውስጥ የመጀመሪያው ሪፖርት ሲሆን አዮዲንዶል ከንግድ ናማቲክይድ አቨርሜክቲን ጋር ተመሳሳይ የሆኑ ጉልህ የሆኑ የኔማቲክሳይድ ባህሪያትን ያሳያል።
ኢንዶልስ ቀደም ሲል በፕሮካርዮት እና ዩካርዮትስ ውስጥ በርካታ የምልክት ተግባራትን እንደሚያከናውኑ ተዘግቧል፣ ይህም ባዮፊልም መከልከል/መፈጠር፣ የባክቴሪያ ህልውና እና በሽታ አምጪነት19,32,33,34ን ያካትታል። በቅርቡ፣ ሃሎጀንቴሽን ኢንዶልስ፣ ኢንዶል አልካሎይድ እና ከፊል ሲንተቲክ ኢንዶል ተዋጽኦዎች ሊሆኑ የሚችሉ የሕክምና ውጤቶች ሰፊ የምርምር ፍላጎትን ስበዋል35,36,37። ለምሳሌ፣ ሃሎጀንቴሽን ኢንዶሎች ዘላቂ የሆኑ የኤስቼሪቺያ ኮላይ እና የስታፊሎኮከስ ኦውሬስ ሴሎችን እንደሚገድሉ ታይቷል37። በተጨማሪም፣ ሃሎጀንቴሽን ኢንዶሎችን በሌሎች ዝርያዎች፣ ዝርያዎች እና መንግስታት ላይ ውጤታማነት ማጥናት ሳይንሳዊ ፍላጎት አለው፣ እና ይህ ጥናት ይህንን ግብ ለማሳካት አንድ እርምጃ ነው።
እዚህ፣ በተገላቢጦሽ የሴል ጉዳት (RCI) እና ሜቲሌሽን (ምስል 4C እና 5) ላይ ተመስርተው በሲ. ኤሌጋኖች ውስጥ ለ5-አዮዶይንዶል-የሚያስከትለውን ገዳይነት ዘዴ እናቀርባለን (ምስል 4C እና 5)። እንደ እብጠት እና የቫኩዎላር መበላሸት ያሉ የአድማ ለውጦች በሳይቶፕላዝም48,49 ውስጥ እንደ ግዙፍ ቫኩዮሎች የሚታዩ የRCI እና የሜቲሌሽን አመልካቾች ናቸው። RCI የATP ምርትን በመቀነስ፣ የATPase ፓምፕ ውድቀትን በመፍጠር ወይም የሴል ሽፋኖችን በማስተጓጎል እና የNa+፣ Ca2+ እና water50,51,52 ፈጣን ፍሰት በመፍጠር የኃይል ምርትን ጣልቃ ይገባል። በእንስሳት ሴሎች ውስጥ በCa2+ እና water53 ፍሰት ምክንያት በሳይቶፕላዝም ውስጥ ፈሳሽ ክምችት ምክንያት የውስጥ ሳይቶፕላዝም ቫኩዮሎች ይከሰታሉ። የሚገርመው ነገር፣ ይህ የሴል ጉዳት ዘዴ ጉዳቱ ጊዜያዊ ከሆነ እና ሴሎቹ ለተወሰነ ጊዜ ATP ማምረት ከጀመሩ ሊቀለበስ የሚችል ሲሆን፣ ጉዳቱ ከቀጠለ ወይም ከተባባሰ ሴሎቹ ይሞታሉ።54 የእኛ ምልከታዎች እንደሚያሳዩት በ5-አዮዲንዶል የታከሙ ናማቶዶች ለጭንቀት ሁኔታዎች ከተጋለጡ በኋላ መደበኛውን ባዮሲንተሲስ መመለስ አይችሉም።
በቢ. ክሲሎፊለስ ውስጥ በ5-አዮዶይንዶል የተፈጠረው የሜቲሌሽን phenotype በአዮዲን እና በሞለኪውላዊ ስርጭቱ ምክንያት ሊሆን ይችላል፣ ምክንያቱም 7-አዮዶይንዶል ከ5-አዮዶይንዶል ይልቅ በቢ. ክሲሎፊለስ ላይ ያነሰ የመከልከል ውጤት ስለነበረው (ሠንጠረዥ 1 እና ተጨማሪ ምስል S6)። እነዚህ ውጤቶች ከማልቴዝ እና ሌሎች (2014) ጥናቶች ጋር በከፊል የሚጣጣሙ ናቸው፣ እነዚህም በኢንዶል ውስጥ ያለው የፒሪዲል ናይትሮጅን ክፍል ከፓራ-ቶ ሜታ-አቀማመጥ ወደ ፓራ-ቶ ሜታ-አቀማመጥ መዛወር በU251 ሴሎች ውስጥ የቫኩኦላይዜሽን፣ የእድገት መከልከል እና ሳይቶቶክሲክነትን እንዳስወገደ ሪፖርት አድርገዋል፣ ይህም ሞለኪውሉ በፕሮቲን ውስጥ ካለ የተወሰነ ንቁ ቦታ ጋር ያለው መስተጋብር ወሳኝ መሆኑን ይጠቁማል27,44,45። በዚህ ጥናት ውስጥ የተመለከቱት በኢንዶል ወይም ሃሎጀንድ ኢንዶልስ እና በግሉCL ተቀባዮች መካከል ያለው መስተጋብር ይህንን ሀሳብ ይደግፋል፣ ምክንያቱም 5- እና 2-አዮዶይንዶል ከተመረመሩት ሌሎች ኢንዶሎች በበለጠ ጠንካራ ሆነው ተገኝተዋል (ምስል 6 እና ተጨማሪ ምስል S8)። በኢንዶል ሁለተኛ ወይም አምስተኛ ቦታ ላይ ያለው አዮዲን ከግሉክሊን ተቀባይ ሉሲን 218 ጋር በጀርባ አጥንት ሃይድሮጂን ቦንዶች በኩል እንደሚጣበቅ ተገኝቷል፣ ሌሎች ሃሎጅን የተፈጠሩ ኢንዶሎች እና ኢንዶል እራሳቸው ከሴሪን 260 ጋር ደካማ የጎን ሰንሰለት ሃይድሮጂን ቦንዶችን ይፈጥራሉ (ምስል 6)። ስለዚህ የሃሎጅን አካባቢያዊነት በቫኩዎላር መበላሸት መነሳሳት ውስጥ ትልቅ ሚና እንደሚጫወት እንገምታለን፣ የ5-አዮዶይንዶል ጥብቅ ትስስር ደግሞ የአዮኑን ቻናል ክፍት ያደርገዋል፣ በዚህም ፈጣን ፈሳሽ ፍሰት እና የቫኩኦል መሰበር ያስችላል። ሆኖም ግን፣ የ5-አዮዶይንዶል የተግባር ዝርዝር ዘዴ ገና አልተወሰነም።
5-አዮዲንዶልን ተግባራዊ ተግባራዊ ከማድረግዎ በፊት በእፅዋት ላይ ያለው መርዛማ ተጽእኖ መተንተን አለበት። የዘር ማብቀል ሙከራዎቻችን እንደሚያሳዩት 5-አዮዲንዶልን በተጠኑት ክምችቶች ላይ በዘር ማብቀል ወይም በቀጣይ የእድገት ሂደቶች ላይ ምንም አይነት አሉታዊ ተጽእኖ አላሳደረም (ምስል 7)። ስለዚህ፣ ይህ ጥናት የጥድ ናሞቴዶችን ለጥድ ዛፎች ጎጂነት ለመቆጣጠር 5-አዮዲንዶልን በሥነ-ምህዳር አካባቢ ለመጠቀም መሰረት ይሰጣል።
ቀደም ሲል የተደረጉ ሪፖርቶች እንደሚያሳዩት ኢንዶል-ተኮር ሕክምና የአንቲባዮቲክ መቋቋም እና የካንሰር እድገትን ችግር ለመፍታት የሚያስችል አቅም ያለው አቀራረብን ይወክላል።55 በተጨማሪም ኢንዶል ፀረ-ባክቴሪያ፣ ፀረ-ካንሰር፣ ፀረ-ኦክሲዳንት፣ ፀረ-ብግነት፣ ፀረ-ስኳር በሽታ፣ ፀረ-ቫይረስ፣ ፀረ-ፕሮሊፈሬቲቭ እና ፀረ-ቲዩበርክሎሲስ እንቅስቃሴዎች አሏቸው እና ለመድኃኒት ልማት ተስፋ ሰጪ መሠረት ሊሆኑ ይችላሉ56,57። ይህ ጥናት ለመጀመሪያ ጊዜ አዮዲን እንደ ፀረ-ተባይ እና ፀረ-ሄልሚንቲክ ወኪል መጠቀም እንደሚቻል ይጠቁማል።
አቨርሜክቲን ከሶስት አስርት ዓመታት በፊት የተገኘ ሲሆን በ2015 የኖቤል ሽልማትን አሸንፏል፣ እና እንደ አንቲሄልሚንቲክ አጠቃቀሙ አሁንም በንቃት ቀጥሏል። ሆኖም፣ በኔማቶዶች እና በነፍሳት ተባዮች ውስጥ ለአቨርሜክቲን የመቋቋም ፈጣን እድገት ምክንያት፣ በፓይን ዛፎች ውስጥ የፒን ኔማቶዶችን ለመቆጣጠር አማራጭ፣ ዝቅተኛ ዋጋ ያለው እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆነ ስትራቴጂ ያስፈልጋል። ይህ ጥናት 5-አዮዲንዶል የጥድ ኔማቶዶችን የሚገድልበትን ዘዴ እና 5-አዮዲንዶል ለተክሎች ሴሎች ዝቅተኛ መርዛማነት እንዳለው ዘግቧል፣ ይህም ለወደፊቱ የንግድ አተገባበሩ ጥሩ ተስፋዎችን ይከፍታል።
ሁሉም ሙከራዎች በዩንግናም ዩኒቨርሲቲ፣ ጂዮንግሳን፣ ኮሪያ የሥነ ምግባር ኮሚቴ ጸድቀዋል፣ እና ዘዴዎቹ የተከናወኑት በዩንግናም ዩኒቨርሲቲ የሥነ ምግባር ኮሚቴ መመሪያዎች መሠረት ነው።
የእንቁላል የመታቀፊያ ሙከራዎች የተከናወኑት በተቋቋሙ ሂደቶች43 በመጠቀም ነው። የመታቀፊያ መጠንን ለመገምገም፣ የ1 ቀን አዋቂ ኔማቶዶች (በግምት 100 ሴቶች እና 100 ወንዶች) ፈንገሱን ወደያዙ የፔትሪ ምግቦች ተላልፈው ለ24 ሰዓታት እንዲያድጉ ተፈቅዶላቸዋል። ከዚያም እንቁላሎች ተለይተው በ5-አዮዶይንዶል (0.05 mM እና 0.1 mM) ወይም በአቨርሜክቲን (10 μg/ml) በንፁህ የተቀዳ ውሃ ውስጥ እንደ እገዳ ታክመዋል። እነዚህ እገዳዎች (500 μl፤ በግምት 100 እንቁላሎች) ወደ 24 ጉድጓድ ቲሹ ባህል ሳህን ጉድጓዶች ተላልፈው በ22 °C እንዲታቀፉ ተደርገዋል። የL2 ቆጠራዎች የተከናወኑት ከ24 ሰዓታት በኋላ ከተተከሉ በኋላ ነው ነገር ግን ህዋሶቹ በጥሩ የፕላቲነም ሽቦ ሲነቃቁ ካልተንቀሳቀሱ እንደሞቱ ተቆጥረዋል። ይህ ሙከራ በሁለት ደረጃዎች ተካሂዷል፣ እያንዳንዳቸው ስድስት ድግግሞሽ አላቸው። ከሁለቱም ሙከራዎች የተገኘው መረጃ ተጣምሮ ቀርቧል። የHR መቶኛ እንደሚከተለው ይሰላል፡
የእጭ ሞት ቀደም ሲል በተዘጋጁ ሂደቶች በመጠቀም ተገምግሟል። የናማቶድ እንቁላሎች ተሰብስበው ሽሎች በጸዳ ውሃ ውስጥ በመፈልፈፍ የL2 ደረጃ እጭዎችን በማመንጨት ተመሳስለዋል። የተመሳሰለ እጭ (በግምት 500 ናማቶዶች) በ5-አዮዶይንዶል (0.05 mM እና 0.1 mM) ወይም በአቨርሜክቲን (10 μg/ml) ታክመው በቢ. ሲኒሪያ ፔትሪ ሳህኖች ላይ ተተኩ። በ22 °C ለ48 ሰዓታት ከተቀቀለ በኋላ ናማቶዶች በጸዳ ውሃ ውስጥ ተሰብስበው የL2፣ L3 እና L4 ደረጃዎች መኖራቸውን ተመረመሩ። የL3 እና L4 ደረጃዎች መኖር የእጭ ለውጥን ያመለክታል፣ የL2 ደረጃ መኖር ግን ምንም ለውጥ አያመለክትም። ምስሎች የተገኙት በiRiS™ ዲጂታል ሴል ኢሜጂንግ ሲስተም ነው። ይህ ሙከራ በሁለት ደረጃዎች የተከናወነ ሲሆን እያንዳንዳቸው ስድስት ድግግሞሽ አላቸው። ከሁለቱም ሙከራዎች የተገኘው መረጃ ተጣምሮ ቀርቧል።
የ5-አዮዶይንዶል እና የአቨርሜክቲን ለዘሮች የሚያስከትለው መርዛማነት በሙራሺጌ እና በስኩግ አጋር ሳህኖች ላይ የመራባት ሙከራዎችን በመጠቀም ተገምግሟል።62 ለ. ኦሌሬሲያ እና አር. ራፋንስትረም ዘሮች ለመጀመሪያ ጊዜ በጸዳ ውሃ ውስጥ ለአንድ ቀን ታጥበው በ1 ሚሊ ሊትር 100% ኤታኖል ታጥበው በ1 ሚሊ ሊትር 50% የንግድ ማጽጃ (3% ሶዲየም ሃይፖክሎራይት) ለ15 ደቂቃ ታጥበው አምስት ጊዜ በ1 ሚሊ ሊትር ንፁህ ውሃ ታጥበዋል። ከዚያም የተጸዳዱት ዘሮች 0.86 ግ/ሊ (0.2X) ሙራሺጌ እና ስኩግ መካከለኛ እና 0.7% ባክቴሪያሎጂካል አጋር በ5-አዮዶይንዶል ወይም አቨርሜክቲን ወይም በሌላቸው የመራባት አጋር ሳህኖች ላይ ተጭነዋል። ከዚያም ሳህኖቹ በ22 °ሴ የሙቀት መጠን ታጥበው ከ3 ቀናት በኋላ ምስሎች ተወስደዋል። ይህ ሙከራ በሁለት ደረጃዎች ተካሂዷል፣ እያንዳንዳቸው ስድስት ድግግሞሽ ነበራቸው።