אפשאצונג פון יאד און אַווערמעקטין אלס אינדוצירער פון נעמאַטאָדע קראַנקייט פון פּײַן

דער פּײַן נעמאַטאָד איז אַ קאַראַנטין מיגראַטאָרישער ענדאָפּאַראַזיט באַקאַנט צו פאַרשאַפן ערנסטע עקאָנאָמישע פארלוסטן אין פּײַן וואַלד עקאָסיסטעמען. די איצטיקע שטודיע באַטראַכט די נעמאַטיסידאַל טעטיקייט פון האַלאָגענירטע ינדאָלעס קעגן פּײַן נעמאַטאָדעס און זייער מעקאַניזם פון קאַמף. די נעמאַטיסידאַל טעטיקייטן פון 5-יאָדאינדאָל און אַווערמעקטין (פּאָזיטיוו קאָנטראָל) קעגן פּײַן נעמאַטאָדעס זענען געווען ענלעך און הויך ביי נידעריקע קאַנסאַנטריישאַנז (10 μg/mL). 5-יאָדאינדאָל האט רידוסט פרוכטבאַרקייט, רעפּראָדוקטיווע טעטיקייט, עמבריאָניק און לאַרוואַל מאָרטאַליטי, און לאָקאָמאָטאָר נאַטור. מאָלעקולאַרע ינטעראַקשאַנז פון ליגאַנדז מיט ינווערטעבראַט-ספּעציפיש גלוטאַמאַט-גייטיד קלאָריד קאַנאַל רעסעפּטאָרן שטיצן די געדאַנק אַז 5-יאָדאינדאָל, ווי אַווערמעקטין, בינדט פעסט צו די רעסעפּטאָר אַקטיוו פּלאַץ. 5-יאָדאינדאָל האט אויך ינדוסט פאַרשידענע פענאָטיפּיק דעפאָרמאַטיאָנס אין נעמאַטאָדעס, אַרייַנגערעכנט אַבנאָרמאַל אָרגאַן קאַלאַפּס / שרינקידזש און געוואקסן וואַקואָליזאַטיאָן. די רעזולטאַטן פֿאָרשלאָגן אַז וואַקואָלעס קען שפּילן אַ ראָלע אין נעמאַטאָדע מעטילאַטיאָן-מעדיאַטעד טויט. וויכטיג, 5-יאָדאינדאָל איז געווען נישט-טאַקסיש פֿאַר ביידע פלאַנצן מינים (קרויט און רעטעך). אַזוי, די שטודיע ווייזט אַז יאָדאינדאָל אַפּליקאַציע אונטער סביבה באדינגונגען קען קאָנטראָלירן פּײַן ווילדינג שאָדן.
פּײַן האָלץ נעמאַטאָדע (Bursaphelenchus xylophilus) געהערט צו די פּײַן האָלץ נעמאַטאָדעס (PWN), מיגראַטאָרישע ענדאָפּאַראַסיטישע נעמאַטאָדעס באַקאַנט צו פאַראורזאַכן ערנסטע עקאָלאָגישע שאָדן צו פּײַן וואַלד עקאָסיסטעמען1. פּײַן ווילט קראַנקייט (PWD) פאַראורזאַכט דורך די פּײַן האָלץ נעמאַטאָדע ווערט אַ ערנסט פּראָבלעם אויף עטלעכע קאָנטינענטן, אַרייַנגערעכנט אזיע און אייראָפּע, און אין צפון אַמעריקע, די נעמאַטאָדע צעשטערט איינגעפירטע פּײַן מינים1,2. פּײַן בוים אַראָפּגאַנג איז אַ הויפּט עקאָנאָמיש פּראָבלעם, און די פּראָספּעקט פון איר גלאָבאַלע פאַרשפּרייטונג איז זאָרגנדיק3. די פאלגענדע פּײַן מינים ווערן מערסטנס אַטאַקירט דורך די נעמאַטאָדע: Pinus densiflora, Pinus sylvestris, Pinus thunbergii, Pinus koraiensis, Pinus thunbergii, Pinus thunbergii, און Pinus radiata4. פּײַן נעמאַטאָדע איז אַ ערנסטע קראַנקייט וואָס קען טייטן פּײַן ביימער אין וואָכן אָדער חדשים פון ינפעקציע. אין דערצו, פּײַן נעמאַטאָדע אויסברוכן זענען פּראָסט אין אַ פאַרשיידנקייט פון עקאָסיסטעמען, אַזוי פּערסיסטענט ינפעקציע קייטן זענען געגרינדעט1.
Bursaphelenchus xylophilus איז א קאראנטין פלאנץ-פאראזיטישע נעמאטאדע וואס געהערט צו דער סופערפאמיליע Aphelenchoidea און קלאד 102.5. די נעמאטאדע עסט פונגי און פארמערט זיך אין די האלץ געוועבן פון פיין ביימער, אנטוויקלענדיג זיך אין פיר פארשידענע לאַרוואַל סטאַגעס: L1, L2, L3, L4 און אן דערוואקסענער אינדיווידועל1,6. אונטער באדינגונגען פון עסן מאנגל, גייט די פיין נעמאטאדע אריבער אין א ספעציאליזירטע לאַרוואַל סטאַגע – דוער, וואס פאראזיטירט זיין וועקטאָר – די פיין רינד קעפער (Monochamus alternatus) און ווערט איבערגעפירט צו געזונטע פיין ביימער. אין געזונטע גאסטגעבער, וואנדערן נעמאטאדעס שנעל דורך פלאנץ געוועבן און עסט אויף פּאַרענטשימאַטאָוסע צעלן, וואס פירט צו א צאל היפּערסענסיטיוויטי רעאקציעס, פיין וועלטן און טויט אינעם יאר נאך דער אינפעקציע1,7,8.
ביאלאגישע קאנטראל איבער פיין נעמאטאדן איז לאנג געווען א שוועריקייט, מיט קאראנטין מיטלען וואס גייען צוריק צום 20סטן יארהונדערט. היינטיגע סטראטעגיעס פאר קאנטראלירן פיין נעמאטאדן שליסן בעיקר איין כעמישע באהאנדלונגען, אריינגערעכנט האלץ פומיגאציע און אימפלאנטאציע פון ​​נעמאטיסיידן אין בוים שטאמען. די מערסט גענוצטע נעמאטיסיידן זענען אַווערמעקטין און אַווערמעקטין בענזאאט, וואס געהערן צו דער אַווערמעקטין פאמיליע. די טייערע כעמיקאלן זענען העכסט עפעקטיוו קעגן פילע נעמאטאדע מינים און ווערן באטראכט אלס אומגעבונג זיכער9. אבער, איבערגעחזרטע באנוץ פון די נעמאטיסיידן ווערט ערווארטעט צו שאפן סעלעקציע דרוק וואס וועט כמעט זיכער פירן צו דער אויפקום פון קעגנשטעליקע פיין נעמאטאדן, ווי עס איז דעמאנסטרירט געווארן פאר עטליכע אינסעקטן שעדלעך, ווי למשל לעפטינאטארסא דעצעמלינעטא, פלוטעלא קסילאסטעלא און די נעמאטאדן טריכאסטראנגילוס קאלובריפארמיס און אסטערטאגיא סירקומסינקטא, וואס האבן ביסלעכווייז אנטוויקלט קעגנשטעל צו אַווערמעקטינס10,11,12. דעריבער, דאַרפֿן קעגנשטעל-מוסטערן רעגולער שטודירט ווערן און נעמאַטיצידן קאָנטינויִערלעך דורכגעקוקט ווערן צו געפֿינען אַלטערנאַטיווע, קאָסטן-עפֿעקטיווע און סביבה-פֿרײַנדלעכע מיטלען צו קאָנטראָלירן PVD. אין די לעצטע יאָרצענדליקער האָבן אַ צאָל מחברים פֿאָרגעשלאָגן די נוצן פֿון פֿלאַנצן-עקסטראַקטן, עסענציעלע אָילס און פֿליכטיקע מאַטעריאַלן ווי נעמאַטאָד קאָנטראָל אַגענטן13,14,15,16.
מיר האָבן לעצטנס דעמאָנסטרירט די נעמאַטיסידאַל טעטיקייט פון אינדאָל, אַן אינטערסעלולאַרע און אינטערקינגדאָם סיגנאַלינג מאָלעקול, אין Caenorhabditis elegans 17. אינדאָל איז אַ וויידספּרעד ינטראַסעלולאַר סיגנאַל אין מיקראָביאַלער עקאָלאָגיע, וואָס קאָנטראָלירט פילע פונקציעס וואָס ווירקן אויף מיקראָביאַלער פיזיאָלאָגיע, ספּאָר פאָרמירונג, פּלאַזמיד סטאַביליטעט, מעדיצין קעגנשטעל, ביאָפילם פאָרמירונג, און ווירולענס 18, 19. די טעטיקייט פון אינדאָל און זייַנע דעריוואַטיוון קעגן אַנדערע פּאַטאַדזשעניק נעמאַטאָדעס איז נישט געוואָרן שטודירט. אין דעם לערנען, האָבן מיר אויסגעפאָרשט די נעמאַטיסידאַל טעטיקייט פון 34 אינדאָלעס קעגן פּיין נעמאַטאָדעס און דערקלערט דעם מעקאַניזם פון קאַמף פון די מערסט שטאַרקע 5-יאָדאָינדאָל ניצן מיקראָסקאָפּיע, צייט-פאַרשפּעטיקונג פאָטאָגראַפיע, און מאָלעקולאַר דאָקינג עקספּערימענטן, און אַססעססעד זייַנע טאַקסיק יפעקס אויף געוויקסן ניצן אַ זוימען דזשערמאַניישאַן אַסיי.
הויכע קאנצענטראציעס (>1.0 mM) פון אינדאָל זענען פריער געמאלדן געוואָרן צו האָבן אַ נעמאַטיצידאַל ווירקונג אויף נעמאַטאָדעס17. נאָך באַהאַנדלונג פון B. xylophilus (געמישטע לעבן סטאַגעס) מיט אינדאָל אָדער 33 פאַרשידענע אינדאָל דעריוואַטיוון ביי 1 mM, איז די מאָרטאַליטעט פון B. xylophilus געמאָסטן געוואָרן דורך ציילן לעבעדיקע און טויטע נעמאַטאָדעס אין די קאָנטראָל און באַהאַנדלטע גרופּעס. פינף אינדאָלעס האָבן אויסגעשטעלט באַדייטנדיקע נעמאַטיצידאַל טעטיקייט; די איבערלעבענס-ראַטע פון ​​דער נישט-באַהאַנדלטער קאָנטראָל גרופּע איז געווען 95 ± 7% נאָך 24 שעה. פון די 34 אינדאָלעס וואָס זענען געטעסט געוואָרן, האָבן 5-יאָדאָינדאָל און 4-פלאָראָינדאָל ביי 1 mM געפֿירט צו 100% מאָרטאַליטעט, בשעת 5,6-דיפלאָראָינדיגאָ, מעטילינדאָל-7-קאַרבאָקסילאַט, און 7-יאָדאָינדאָל האָבן געפֿירט צו אַפּראָקסימאַטלי 50% מאָרטאַליטעט (טאַבעלע 1).
ווירקונג פון 5-יאָדאָינדאָל אויף וואַקוואָלע פאָרמאַציע און מעטאַבאָליזם פון פּײַן האָלץ נעמאַטאָדע. (א) ווירקונג פון אַווערמעקטין און 5-יאָדאָינדאָל אויף דערוואַקסענע זכר נעמאַטאָדעס, (ב) L1 סטאַדיום נעמאַטאָדע אייער און (C) מעטאַבאָליזם פון B. קסילאָפילוס, (i) וואַקוואָלעס זענען נישט באמערקט געוואָרן ביי 0 שעה, באַהאַנדלונג האָט רעזולטירט אין (ii) וואַקוואָלעס, (iii) אַקיומיאַליישאַן פון קייפל וואַקוואָלעס, (iv) געשוואָלן פון וואַקוואָלעס, (v) פיוזשאַן פון וואַקוואָלעס און (vi) פאָרמאַציע פון ​​ריזיקע וואַקוואָלעס. רויטע פײַלן ווײַזן געשוואָלן פון וואַקוואָלעס, בלויע פײַלן ווײַזן פיוזשאַן פון וואַקוואָלעס און שוואַרצע פײַלן ווײַזן ריזיקע וואַקוואָלעס. וואָג באַר = 50 מיקראָמעטער.
דערצו, האט די שטודיע אויך באשריבן דעם סיקווענשעלן פראצעס פון מעטאן-אינדוצירטן טויט אין פיין נעמאטאדן (פיגור 4C). מעטאנאגענישער טויט איז א נישט-אפאפטאטישער טיפ צעל טויט פארבונדן מיט דער אקומולאציע פון ​​פראמינענטע ציטאפלאזמישע וואקואלעס27. די מארפאלאגישע חסרונות באמערקט אין פיין נעמאטאדן שיינען צו זיין ענג פארבונדן מיטן מעכאניזם פון מעטאן-אינדוצירטן טויט. מיקראסקאפישע אויספארשונג אין פארשידענע צייטן האט געוויזן אז ריזיגע וואקואלעס זענען געשאפן געווארן נאך 20 שעה פון אויסשטעלונג צו 5-יאדאינדאל (0.1 mM). מיקראסקאפישע וואקואלעס זענען באמערקט געווארן נאך 8 שעה פון באהאנדלונג, און זייער צאל האט זיך פארגרעסערט נאך 12 שעה. עטלעכע גרויסע וואקואלעס זענען באמערקט געווארן נאך 14 שעה. עטלעכע צוזאמענגעשמאָלצענע וואקואלעס זענען קלאר קענטיק געווען נאך 12-16 שעה פון באהאנדלונג, וואס ווייזט אז וואקואלע צוזאמענשטויס איז די באזע פון ​​דעם מעטאנאגענישן טויט מעכאניזם. נאך 20 שעה, זענען עטלעכע ריזיגע וואקואלעס געפונען געווארן איבערן גאנצן ווארים. די אבזערוואציעס רעפרעזענטירן דעם ערשטן באריכט פון מעטואזיס אין C. elegans.
אין 5-יאָדאָינדאָל-באַהאַנדלטע וואָרעמס, איז אויך באמערקט געוואָרן וואַקואָלע אַגרעגאַציע און ריס (פיגור 5), ווי באַוויזן דורך וואָרעם בייגן און וואַקואָלע מעלדונג אין דער סביבה. וואַקואָלע דיסראַפּשאַן איז אויך באמערקט געוואָרן אין דער אייערשאָלע מעמבראַנע, וואָס ווערט נאָרמאַלי פּרעזערווירט גאַנץ דורך L2 בעת כאַטשינג (צוגאב פיגור S2). די אָבסערוואַציעס שטיצן די ינוואַלוומאַנט פון פליסיק אַקיומיאַליישאַן און אָסמאָרעגולאַטאָרי דורכפאַל, ווי אויך ריווערסאַבאַל צעל שאָדן (RCI), אין דעם פּראָצעס פון וואַקואָלע פאָרמירונג און סאַפּוראַטיאָן (פיגור 5).
היפּאָטעזירנדיק די ראָלע פֿון יאָד אין דער באַאָבאַכטערטער וואַקואָלע פֿאָרמאַציע, האָבן מיר אויסגעפֿאָרשט די נעמאַטיצידאַל טעטיקייט פֿון נאַטריום יאָדיד (NaI) און קאַליום יאָדיד (KI). אָבער, ביי קאָנצענטראַציעס (0.1, 0.5 אָדער 1 mM), האָבן זיי נישט אַפֿעקטירט קיין נעמאַטאָד איבערלעבונג אָדער וואַקואָלע פֿאָרמאַציע (צוגאב בילד S5), כאָטש 1 mM KI האָט געהאַט אַ קליינעם נעמאַטיצידאַל ווירקונג. פֿון דער אַנדערער זייט, 7-יאָדאָינדאָל (1 אָדער 2 mM), ווי 5-יאָדאָינדאָל, האָט אינדוצירט קייפל וואַקואָלעס און סטרוקטורעלע דעפֿאָרמאַציעס (צוגאב בילד S6). די צוויי יאָדאָינדאָלעס האָבן געוויזן ענלעכע פֿענאָטיפּישע קעראַקטעריסטיקס אין פּײַן נעמאַטאָדעס, בשעת NaI און KI האָבן נישט. אינטערעסאַנט, האָט אינדאָל נישט אינדוצירט וואַקואָלע פֿאָרמאַציע אין B. xylophilus ביי די קאָנצענטראַציעס וואָס זענען געטעסט געוואָרן (דאַטן נישט געוויזן). אַזוי, די רעזולטאַטן האָבן באַשטעטיקט אַז דער אינדאָל-יאָד קאָמפּלעקס איז פֿאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר דער וואַקואָליזאַציע און מעטאַבאָליזם פֿון B. xylophilus.
צווישן די אינדאָלעס וואָס זענען געטעסט געוואָרן אויף נעמאַטיצידאַל טעטיקייט, האָט 5-יאָדאינדאָל געהאַט דעם העכסטן גליטש אינדעקס פון -5.89 קאַל/מאָל, נאכגעפאָלגט דורך 7-יאָדאינדאָל (-4.48 קאַל/מאָל), 4-פלאָראָאינדאָל (-4.33), און אינדאָל (-4.03) (פיגור 6). די שטאַרקע הידראָגען בונד פון 5-יאָדאינדאָל צו לעוסין 218 סטאַביליזירט זיין בונד, בשעת אַלע אַנדערע אינדאָל דעריוואַטיוון בינדן זיך צו סערין 260 דורך זייט קייט הידראָגען בונדן. צווישן אנדערע מאָדעלירטע יאָדאָינדאָלן, האט 2-יאָדאָינדאָל אַ בינדונג ווערט פון -5.248 קאַל/מאָל, וואָס איז רעכט צו זיין הויפּט הידראָגען בונד מיט לעוסין 218. אנדערע באַקאַנטע בינדונגען אַרייַננעמען 3-יאָדאָינדאָל (-4.3 קאַל/מאָל), 4-יאָדאָינדאָל (-4.0 קאַל/מאָל), און 6-פלאָראָינדאָל (-2.6 קאַל/מאָל) (צוגאב פיגור S8). רובֿ האַלאָגענירטע אינדאָלעס און אינדאָל אַליין, מיט דער אויסנאַם פון 5-יאָדאינדאָל און 2-יאָדאינדאָל, פֿאָרמען אַ פֿאַרבינדונג מיט סערין 260. דער פֿאַקט אַז וואַסערשטאָף פֿאַרבינדונג מיט לעוסין 218 איז אַן אָנצייַגונג פֿון עפֿעקטיווער רעצעפּטאָר-ליגאַנד פֿאַרבינדונג, ווי באַמערקט פֿאַר יווערמעקטין (צוגאב בילד S7), באַשטעטיקט אַז 5-יאָדאינדאָל און 2-יאָדאינדאָל, ווי יווערמעקטין, בינדן זיך פֿעסט צום אַקטיוון אָרט פֿונעם גלוקל רעצעפּטאָר דורך לעוסין 218 (פֿיג. 6 און צוגאב בילד S8). מיר פֿאָרשלאָגן אַז די פֿאַרבינדונג איז נויטיק צו האַלטן די אָפֿענע פּאָרע סטרוקטור פֿונעם גלוקל קאָמפּלעקס און אַז דורך פֿעסט בינדן זיך צום אַקטיוון אָרט פֿונעם גלוקל רעצעפּטאָר, 5-יאָדאינדאָל, 2-יאָדאינדאָל, אַווערמעקטין און יווערמעקטין האַלטן אַזוי דעם יאָן קאַנאַל אָפֿן און דערמעגלעכן פֿליסיקייט אויפֿנאַם.
מאָלעקולאַרע דאָקינג פון אינדאָל און האַלאָגענירט אינדאָל צו GluCL. בינדינג אָריענטאַציעס פון (A) אינדאָל, (B) 4-פלאָראָאינדאָל, (C) 7-יאָדאינדאָל, און (D) 5-יאָדאינדאָל ליגאַנדן צו דער אַקטיווער זייט פון GluCL. דער פּראָטעין ווערט רעפּרעזענטירט דורך אַ באַנד, און די ביינער-הידראָגען בונדן ווערן געוויזן ווי געלע פּונקטירטע ליניעס. (A′), (B′), (C′), און (D′) ווייַזן די ינטעראַקשאַנז פון די קאָרעספּאָנדירנדיקע ליגאַנדן מיט די אַרומיקע אַמינאָ זויער רעזאַדוז, און די זייט-קייט הידראָגען בונדן ווערן אנגעצייכנט דורך ראָזעווע פּונקטירטע פייַלן.
עקספערימענטן זענען דורכגעפירט געווארן צו אפשאצן דעם טאקסישן עפעקט פון 5-יאדאינדאל אויף דער קיימאונג פון קרויט און רעטעך זוימען. 5-יאדאינדאל (0.05 אדער 0.1 mM) אדער אַווערמעקטין (10 μg/mL) האט געהאט קליינע אדער קיין עפעקט אויף דער ערשטער קיימאונג און פלאנץ אויפקום (פיגור 7). דערצו, קיין באדייטנדיקער אונטערשייד איז נישט געפונען געווארן צווישן דער קיימאונג ראטע פון ​​נישט באהאנדלטע קאנטראלן און זוימען באהאנדלט מיט 5-יאדאינדאל אדער אַווערמעקטין. דער עפעקט אויף די פארלענגערונג פון די טאפווארצל און די צאל זייטיקע ווארצלען איז געווען נישט באדייטנדיק, כאטש 1 mM (10 מאל זיין אקטיווע קאנצענטראציע) פון 5-יאדאינדאל האט אביסל פארשפעטיקט די אנטוויקלונג פון זייטיקע ווארצלען. די רעזולטאטן ווייזן אז 5-יאדאינדאל איז נישט-טאקסיש פאר פלאנץ צעלן און שטערט נישט די פלאנץ אנטוויקלונג פראצעסן ביי די קאנצענטראציעס וואס זענען געווארן שטודירט.
ווירקונג פון 5-יאָדאָינדאָל אויף זוימען קערנינג. קערנינג, שפּראָצן און זייטיקע וואָרצלען פון B. oleracea און R. raphanistrum זוימען אויף מוראַשיגע און סקאָאָג אַגאַר מעדיום מיט אָדער אָן אַווערמעקטין אָדער 5-יאָדאָינדאָל. קערנינג איז רעקאָרדירט ​​נאָך 3 טעג פון אינקובאַציע ביי 22°C.
די שטודיע באריכטעט עטלעכע פעלער פון נעמאַטאָד טויט דורך אינדאָלעס. וויכטיג, דאָס איז דער ערשטער באריכט פון יאָדאָינדאָל וואָס אינדוצירט מעטילאַציע (אַ פּראָצעס געפֿירט דורך די אַקיומיאַליישאַן פון קליינע וואַקוואָלעס וואָס ביסלעכווייַז צונויפגיסן אין ריזיקע וואַקוואָלעס, וואָס יווענטשאַוואַלי פירט צו מעמבראַן ברייק און טויט) אין פּײַן נאָדלען, מיט יאָדאָינדאָל וואָס ווייַזט באַדייטנדיק נעמאַטיצידאַל אייגנשאַפטן ענלעך צו יענע פון ​​​​די קאמערציעלע נעמאַטיציד אַווערמעקטין.
אינדאָלעס זענען פריער געמאלדן געוואָרן צו האָבן קייפל סיגנאַלינג פונקציעס אין פּראָקאַריאָטן און עוקאַריאָטן, אַרייַנגערעכנט ביאָפילם אינהיביציע/פאָרמאַציע, באַקטיריאַל ניצל, און פּאַטאַגעניסיטי19,32,33,34. לעצטנס, די פּאָטענציעלע טעראַפּעווטישע ווירקונגען פון האַלאָגענירטע אינדאָלעס, אינדאָל אַלקאַלוידז, און האַלב-סינטעטישע אינדאָל דעריוואַטיוון האָבן געצויגן ברייט פאָרשונג אינטערעס35,36,37. למשל, האַלאָגענירטע אינדאָלעס זענען געוויזן צו טייטן פּערסיסטענט Escherichia coli און Staphylococcus aureus סעלז37. אין דערצו, עס איז פון וויסנשאפטלעכן אינטערעס צו שטודירן די עפעקטיווקייט פון האַלאָגענירטע אינדאָלעס קעגן אנדערע מינים, גענעראַ, און קעניגרייכן, און דעם לערנען איז אַ שריט צו דערגרייכן דעם ציל.
דאָ, מיר פאָרשלאָגן אַ מעханіזם פֿאַר 5-יאָדאָינדאָל-ינדוסט לעטאַליטי אין C. elegans באַזירט אויף ריווערסאַבאַל צעל שאָדן (RCI) און מעטילאַטיאָן (פיגורן 4C און 5). עדעמאַטאָוס ענדערונגען אַזאַ ווי געשוואָלנקייט און וואַקואָלאַר דידזשענעריישאַן זענען ינדיקאַטאָרס פון RCI און מעטילאַטיאָן, מאַניפעסטעד ווי ריזיק וואַקוואָלז אין די ציטאָפּלאַזם48,49. RCI ינטערפירז מיט ענערגיע פּראָדוקציע דורך רעדוצירן ATP פּראָדוקציע, קאָזינג דורכפאַל פון די ATPase פּאָמפּע, אָדער דיסראַפּטינג צעל מעמבראַנעס און קאָזינג אַ שנעל ינפלאַקס פון Na+, Ca2+, און וואַסער50,51,52. ינטראַציטאָפּלאַזמיק וואַקוואָלז שטייען אויף אין כייַע סעלז ווי אַ רעזולטאַט פון פליסיק אַקיומיאַליישאַן אין די ציטאָפּלאַזם רעכט צו די ינפלאַקס פון Ca2+ און וואַסער53. אינטערעסאנט, דעם מעכאניזם פון צעל שאדן איז אומקערלעך אויב דער שאדן איז צייטווייליג און די צעלן הייבן אן צו פראדוצירן ATP פאר א געוויסע צייט, אבער אויב דער שאדן בלייבט אדער ווערט ערגער, שטארבן די צעלן.54 אונזערע אבזערוואציעס ווייזן אז נעמאטאדן באהאנדלט מיט 5-יאדאינדאל זענען נישט ביכולת צו צוריקשטעלן נארמאלע ביאסינטעז נאך אויסשטעלן צו סטרעס באדינגונגען.
דער מעטילאַציע פענאָטיפּ אינדוצירט דורך 5-יאָדאָינדאָל אין B. xylophilus קען זיין רעכט צו דער אנוועזנהייט פון יאָד און זיין מאָלעקולאַרער פאַרשפּרייטונג, ווייל 7-יאָדאָינדאָל האט געהאט ווייניקער אינהיביטאָרישער ווירקונג אויף B. xylophilus ווי 5-יאָדאָינדאָל (טאַבעלע 1 און סאַפּלעמענטאַרי פיגור S6). די רעזולטאַטן זענען טיילווייז קאָנסיסטענט מיט די שטודיעס פון מאַלטעז עט על. (2014), וועלכע האָבן געמאָלדן אַז טראַנסלאָקאַציע פון ​​​​די פּירידיל נייטראָגען מאָלעקול אין אינדאָל פון די פּאַראַ- צו די מעטאַ-פּאָזיציע האָט אָפּגעשאַפן וואַקואָליזאַציע, וווּקס אינהיביציע, און ציטאָטאָקסיסיטי אין U251 סעלז, וואָס סאַגדזשעסטיד אַז די ינטעראַקשאַן פון די מאָלעקול מיט אַ ספּעציפיש אַקטיוו אָרט אין די פּראָטעין איז קריטיש27,44,45. די ינטעראַקשאַנז צווישן אינדאָל אָדער האַלאָגענייטיד ינדאָלעס און GluCL רעצעפּטאָרן באמערקט אין דעם לערנען אויך שטיצן דעם געדאַנק, ווי 5- און 2-יאָדאָינדאָל זענען געפֿונען צו בינדן צו GluCL רעצעפּטאָרן מער שטאַרק ווי די אנדערע ינדאָלעס געפּrüפט (פיגור 6 און סאַפּלעמענטאַרי פיגור S8). מען האט געפונען אז דער יאד ביי דער צווייטער אדער פינפטער פאזיציע פון ​​דעם אינדאל בינדט זיך צו לעוסין 218 פון דעם גלוקל רעצעפטאר דורך רוקן-ביין וואסערשטאף בונדן, משא"כ אנדערע האלאגענירטע אינדאלן און אינדאל אליין פארמען שוואכע זייט-קייט וואסערשטאף בונדן מיט סערין 260 (פיגור 6). מיר שפעקולירן דעריבער אז די לאקאליזאציע פון ​​דעם האלאגן שפילט א וויכטיגע ראלע אין דער אינדוקציע פון ​​וואקואלארער דעגענעראציע, משא"כ די פעסטע בינדונג פון 5-יאדאינדאל האלט דעם יאן קאנאל אפן, דערמיט ערמעגליכנדיג א שנעלן פליסיקן איינפלוס און וואקואלע בראך. אבער, דער דעטאלירטער מעכאניזם פון דער אקציע פון ​​5-יאדאינדאל בלייבט נאך צו באשטימען.
איידער די פּראַקטישע אָנווענדונג פון 5-יאָדאינדאָל, זאָל מען אַנאַליזירן זיין טאָקסישן ווירקונג אויף פלאַנצן. אונדזערע זוימען-קעמפֿן עקספּערימענטן האָבן געוויזן אַז 5-יאָדאינדאָל האָט נישט געהאַט קיין נעגאַטיוון ווירקונג אויף זוימען-קעמפֿן אָדער ווייטערדיקע אַנטוויקלונג פּראָצעסן ביי די קאָנצענטראַציעס וואָס מיר האָבן שטודירט (פיגור 7). אַזוי, גיט די שטודיע אַ באַזע פֿאַר דער נוצן פון 5-יאָדאינדאָל אין דער עקאָלאָגישער סביבה צו קאָנטראָלירן די שעדלעכקייט פון פּײַן נעמאַטאָדן צו פּײַן ביימער.
פריערדיגע באריכטן האבן געוויזן אז אינדאָל-באזירטע טעראַפּיע רעפּרעזענטירט א פּאָטענציעלן צוגאַנג צו אַדרעסירן דעם פּראָבלעם פון אַנטיביאָטיק קעגנשטעל און ראַק פּראָגרעסיע55. אין דערצו, אינדאָלעס פאַרמאָגן אַנטיבאַקטיריעל, אַנטיקאַנסער, אַנטיאַקסאַדאַנט, אַנטי-ינפלאַמאַטאָרי, אַנטידיאַבעטיק, אַנטיוויראַל, אַנטיפּראָליפעראַטיוו און אַנטיטובערקולאָסיס אַקטיוויטעטן און קען דינען ווי אַ פּראַמישינג באַזע פֿאַר מעדיצין אַנטוויקלונג56,57. די שטודיע סאַגדזשעסטיד פֿאַר דער ערשטער מאָל די פּאָטענציעל נוצן פון יאָד ווי אַן אַנטיפּאַראַסיטיק און אַנטהעלמינטיק אַגענט.
אַווערמעקטין איז אַנטדעקט געוואָרן דריי יאָרצענדליק צוריק און האָט געוואונען דעם נאָבעל־פּרייז אין 2015, און זײַן באַנוץ ווי אַן אַנטהעלמינטיק גייט נאָך אַקטיוו אָן. אָבער, צוליב דער שנעלער אַנטוויקלונג פֿון קעגנשטעל צו אַווערמעקטין אין נעמאַטאָדן און אינסעקטן־פּעסטן, איז נויטיק אַן אַלטערנאַטיווע, ביליקע און סביבה־פֿרײַנדלעכע סטראַטעגיע צו קאָנטראָלירן פּיין־וועסטלעכער־וווּנד־אינפֿעקציע אין פּײַן־ביימער. די שטודיע באַריכטעט אויך דעם מעכאַניזם דורך וועלכן 5-יאָדאָינדאָל הרגעט פּײַן־נעמאַטאָדן און אַז 5-יאָדאָינדאָל האָט נידעריקע טאַקסיסיטי צו פלאַנצן־צעלן, וואָס עפֿנט גוטע אויסזיכטן פֿאַר זײַן צוקונפֿטיקער קאמערציעלער באַנוץ.
אַלע עקספּערימענטן זענען באַשטעטיקט געוואָרן דורך דער עטיק קאָמיטעט פֿון יעונגנאַם אוניווערסיטעט, גיעאָנגסאַן, קארעע, און די מעטאָדן זענען דורכגעפֿירט געוואָרן לויט די גיידליינז פֿון דער עטיק קאָמיטעט פֿון יעונגנאַם אוניווערסיטעט.
אייער אינקובאציע עקספערימענטן זענען דורכגעפירט געווארן מיט באשטעטיגטע פראצעדורן43. כדי צו אפשאצן די אויסברוכן ראטעס (HR), זענען 1-טאג-אלטע דערוואקסענע נעמאטאדן (אומגעפער 100 נקבות און 100 זכרים) אריבערגעפירט געווארן צו פעטרי שיסלען מיט דעם פונגוס און ערלויבט צו וואקסן פאר 24 שעה. אייער זענען דאן אפגעזונדערט געווארן און באהאנדלט געווארן מיט 5-יאדאינדאל (0.05 mM און 0.1 mM) אדער אווערמעקטין (10 μg/ml) אלס א סוספענשאן אין סטערילע דיסטילירט וואסער. די סוספענשאן (500 μl; אומגעפער 100 אייער) זענען אריבערגעפירט געווארן צו די וועללס פון א 24-וועל געוועב קולטור טעלער און אינקובירט געווארן ביי 22 °C. L2 ציילן זענען געמאכט געווארן נאך 24 שעה אינקובאציע אבער זענען באטראכט געווארן טויט אויב די צעלן האבן זיך נישט באוועגט ווען זיי זענען געווארן סטימולירט מיט א פיינעם פלאטינום דראט. דער עקספערימענט איז דורכגעפירט געווארן אין צוויי שטאפלען, יעדע מיט זעקס איבערחזרן. די דאטן פון ביידע עקספערימענטן זענען קאמבינירט און פרעזענטירט געווארן. דער פראצענט פון HR ווערט אויסגערעכנט ווי פאלגנד:
לאַרוואַל מאָרטאַליטי איז געווען אַססעססעד ניצן פריער דעוועלאָפּעד פּראָצעדורן. נעמאַטאָד אייער זענען געזאמלט און עמבריאָוז זענען סינקראָניזירט דורך כאַטשינג אין סטערילע דיסטילייטיד וואַסער צו דזשענערייט L2 סטאַדיום לאַרוואַ. סינקראָניזירט לאַרוואַ (בעערעך 500 נעמאַטאָדעס) זענען באהאנדלט מיט 5-יאָדאָינדאָל (0.05 mM און 0.1 mM) אָדער אַווערמעקטין (10 μg/ml) און אויפגעצויגן אויף B. cinerea פּעטרי פּלאַטעס. נאָך 48 שעה פון אינקובאַציע ביי 22 °C, נעמאַטאָדעס זענען געזאמלט אין סטערילע דיסטילייטיד וואַסער און געפּrüפט פֿאַר די בייַזייַן פון L2, L3 און L4 סטאַדיעס. די בייַזייַן פון L3 און L4 סטאַדיעס ינדיקייץ לאַרוואַל טראַנספאָרמאַציע, כוועראַז די בייַזייַן פון די L2 סטאַדיום ינדיקייץ קיין טראַנספאָרמאַציע. בילדער זענען קונה ניצן די iRiS™ דיגיטאַל צעל ימאַגינג סיסטעם. דער עקספּערימענט איז דורכגעפירט אין צוויי סטאַדיעס, יעדער מיט זעקס רעפּעטישאַנז. די דאַטן פון ביידע עקספּערימענטן זענען קאַמביינד און דערלאנגט.
די טאַקסיסיטי פון 5-יאָדאָינדאָל און אַווערמעקטין צו זוימען איז געוואָרן אָפּגעשאַצט מיט הילף פון קערנינג טעסטן אויף מוראַשיגע און סקאָאָג אַגאַר פּלאַטעס.62 B. oleracea און R. raphanistrum זוימען זענען ערשט איינגעווייקט געוואָרן אין סטעריל דיסטילירט וואַסער פֿאַר איין טאָג, געוואַשן מיט 1 מל 100% עטאַנאָל, סטעריליזירט מיט 1 מל 50% קאמערציעלע בליטש (3% סאָדיום היפּאָטשלאָריט) פֿאַר 15 מינוט, און געוואַשן פינף מאָל מיט 1 מל סטעריל וואַסער. די סטעריליזירטע זוימען זענען דערנאָך געפּרעסט געוואָרן אויף קערנינג אַגאַר פּלאַטעס מיט 0.86 ג/ל (0.2X) מוראַשיגע און סקאָאָג מעדיום און 0.7% באַקטעריאָלאָגישער אַגאַר מיט אָדער אָן 5-יאָדאָינדאָל אָדער אַווערמעקטין. די פּלאַטעס זענען דערנאָך אינקובירט געוואָרן ביי 22 °C, און בילדער זענען גענומען געוואָרן נאָך 3 טעג אינקובאַציע. דער עקספּערימענט איז דורכגעפירט געוואָרן אין צוויי סטאַגעס, יעדער פון וועלכע האט געהאט זעקס איבערחזרן.