ApresLabs nutzt den SpectraMax Reader, um die Erforschung der Insektizidresistenz zu revolutionieren
UNTERNEHMEN/UNIVERSITÄT
ApresLabs
TEAM-MITGLIEDER
Dr. Graham Moores
VERWENDETE PRODUKTE
Gemini EM Mikroplatten-Reader
Die Herausforderung
Die Insektizidresistenz stellt ein Haupt-Hindernis bei der Kontrolle von Insektenplagen in einer für die Agrarwirtschaft geeigneten Art und Weise dar. Sich dieses Problems bewusst, gründete Dr. Graham Moores ApresLabs Ltd im Jahr 2012 im Vereinigten Königreich, mit der Zielsetzung, landwirtschaftliche Biotechnologie-(Agri-Biotech-)Unternehmen dabei zu unterstützen, die kommerzielle Lebensdauer ihrer Produkte zu maximieren. Dr. Moores hat die biochemische Grundlage der Insektizidresistenz über 40 Jahre erforscht und hat sich zu einer führenden Autorität auf diesem Gebiet entwickelt. Als einer der wenigen Biochemiker, die in diesem Bereich arbeiten, hat er oft Präsentationen auf internationalen und nationalen Veranstaltungen gegeben, für sehr bekannt Journale geschrieben und ist im Fernsehen und Radio aufgetreten.
Wir haben Dr. Moores darum gebeten, uns mehr über seine Forschung und dessen Einfluss auf die Agrarindustrie zu erzählen …
„Obwohl Initiativen zur Entwicklung alternativer Strategien im Gange sind, werden synthetische Insektizide mit ziemlicher Sicherheit für viele Jahre die Hauptmethode zur Kontrolle von Insektenplagen in der Landwirtschaft bleiben.
Es besteht jedoch auch ein verstärktes Bewusstsein für die negativen Sachverhalte, die sich als Ergebnis einer langandauernden und übermäßigen Insektizidanwendung ergeben, einschließlich Umweltschäden, die Vergiftung von Bestäubern und die Resistenz gegen Insektizide. In manchen Fällen erzeugt auch die Beendigung des Einsatzes älterer Chemikalien zusammen mit dem Rückgang der Entdeckungsraten neuer Moleküle mit insektizider Wirkung Probleme bei der Schädlingsbekämpfung.
Synergisten, die die insektizide Wirkung verstärken, hemmen die stoffwechselvermittelte Abwehr von Insekten, überwinden Resistenzen und ermöglichen möglicherweise eine geringere Insektizid-Einsatzrate bei der Schädlingsbekämpfung. Synergisten werden im Ackerbau bisher noch nicht großflächig eingesetzt, ein Quasi-synthetischer Synergist (Piperonylbutoxid) kommt jedoch in Produkten für die öffentliche Gesundheit, wie z. B. für die Kontrolle von Stubenfliegen, weitverbreitet zum Einsatz.
Um die ökologischen Vorteile des Einsatzes eines Synergisten zu maximieren, müsste das Produkt mindestens genauso wirksam sein wie Piperonylbutoxid, indem es die beiden Haupt-Stoffwechselenzymsysteme (P450s und Esterasen) überwindet und ebenso Bestäuber- und Umweltfreundlich ist.”
Um solche Synergisten zu identifizieren, muss das Team bei ApresLabs in der Lage sein, die Enzymaktivitäten von P450s und Esterasen zu bestimmen – in der Gegenwart / Abwesenheit möglicher Inhibitoren und auf einem Hochdurchsatz-System, das auf Grundlage von Mikrotiterplatten arbeitet.
Die Lösung
Dr. Moores nutzt die Mikroplatten-Reader von Molecular Devices seit über 40 Jahren und wollte bei der Einrichtung von ApresLabs daher ein System, das er kannte und dem er vertraute. Das Team nutzt einige unserer Mikroplatten-Reader, darunter den SpectraMax Gemini EM Mikroplatten-Reader für die Fluoreszenzdetektion, um ein Hochdurchsatz-System zu schaffen, das der Identifizierung potentieller Kandidaten für Insektizid-Synergisten dient.
Gemini XPS und EM Mikroplatten-Reader
Verwendetes Instrument
Der SpectraMax Gemini EM Mikroplatten-Reader stellt eine flexible Umgebung zur Verfügung, um die optimalen Anregungs- und Emissionseinstellungen für die meisten Fluoreszenzintensitäts-Assays zu bestimmen. Als Spektrofluorometer-System mit Dual-Monochromator ermöglicht er Forschern, neue und neuartige Farbstoffe auszuprobieren, ohne zusätzliche Filtersätze kaufen zu müssen.
Die SoftMax Pro Microplate Data Acquisition and Analysis Software, die eine komfortable Datenanalyse ermöglicht, ohne in eine andere Tabellenkalkulationssoftware zu exportieren, ist in jeden Gemini EM Reader integriert. Softwarevalidierung, IQ/OQ/PQ und Werkzeuge für die FDA 21 CFR Part 11-Compliance sind ebenfalls verfügbar.
Die Ergebnisse
Das Team bei ApresLabs erforscht die Interaktion verschiedener Piperonylbutoxid-Analoga mit den Stoffwechselenzymen FE4 und CYP6CY3 aus der Grünen Pfirsichblattlaus Myzus Persicae, von der bekannt ist, dass sie über eine Insektizidresistenz verfügt. Es wurden Struktur-Aktivitäts-Relations-(SAR-)Analysen durchgeführt und einige Synergisten-Kandidaten identifiziert, die eine hohe inhibitorische Wirksamkeit aufweisen. Diese stehen derzeit im Fokus einer Patentanmeldung.
Dr. Moores sagt, „Ich habe mit kinetischen Plattenreadern von Molecular Devices gearbeitet, seit mein Biochemie-Labor bei Rothamsted Research in den späten 1980ern einen SpectraMax VersaMax erhielt (ich denke, einen der ersten in diesem Land). Ich mag ihre Vielseitigkeit, und die integrierte SoftMax Pro Software ist unübertroffen.“
Weitere Informationen
The interactions of piperonyl butoxide and analogues with the metabolic enzymes FE4 and CYP6CY3 of the green peach aphid Myzus Persicae (Hemiptera: Aphididae).
Panini et al. Pest Man Sci 73(2) 371-379 (2016)