חיפושית תפוחי האדמה בקולורדו היא אחד המזיקים המסוכנים ביותר של תפוחי אדמה. הוא עמיד והופך במהירות לעמיד בפני קוטלי חרקים. מדענים רוסים חקרו חיידקים המייצרים רעלן ספציפי, שעל בסיסו נוצרים מוצרים ביולוגיים להגנה על הצמחים מפני מזיקים. התברר שהוספת נבגים (צורות רדומות) של מיקרואורגניזם לקוטל החרקים הורסת את חסינות המעיים של זחלי חיפושית תפוחי האדמה בקולורדו והופכת אותם לרגישים יותר לרעלן. עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הרוסית (RSF) ופורסמה בכתב העת Toxins.
חיידקי Bacillus thuringiensis (BT) מייצרים רעלן Cry ספציפי שמשפיע רק על מזיקים. החומר מתחיל לפעול רק לאחר אינטראקציה עם אנזימי המעיים של החיפושית, משבש את עבודת מערכת העיכול שלה וגורם לרעב.
המזיק היה מת מזמן, אלמלא מנגנוני ההסתגלות שלו לתרופות מבוססות BT. חסינות המעיים משתפרת, וכתוצאה מכך, חיידקים והרעלים שלהם אינם יכולים למלא את ייעודם. חוקרים מהאוניברסיטה החקלאית הממלכתית של נובוסיבירסק (נובוסיבירסק) והמרכז המדעי הפדרלי של סיביר לאגרוביוטכנולוגיה של האקדמיה הרוסית למדעים (קרסנוובסק) הבינו כיצד לעקוף את המנגנונים הללו. השילוב של רעלני חלבון עם נבגים (צורה רדומה של חיידקים שיכולים להפעיל ולהתרבות בתוך חרקים) של Bacillus thuringiensis עוזר להרוג את חיפושית תפוחי האדמה הקולורדו בצורה יעילה יותר.
כאשר תערובת של נבגים ורעלים חיידקיים חודרת לגוף, מופעלת בחרקים מערכת של הרס וניטרול של חומרים רעילים שונים (דיטוקסיפיקציה). במקביל, חסינות הומורלית מופעלת במעי, אשר מגינה על הגוף מפני פתוגנים. עם זאת, החוקרים גילו תכונה נוספת - כאשר הרעלים משולבים עם נבגים, הזחלים מפגינים חוסר איזון חיזור חזק ומתחיל תהליך הפגיעה בתאי המעי כתוצאה מחמצון. ביחד, זה מוביל להפרה של ההגנה נוגדת החמצון של הזחלים ולהידרדרות בבריאותם הכללית.
"כאשר הרעלים משולבים עם הנבגים של החיידק Bacillus thuringiensis, חרקים מתים מהר יותר, ו-30% יותר חיפושיות קולורדו מתות. הכנסת התרופות והטכנולוגיות המפותחות תאפשר מילוי שוק קוטלי חרקים ביו-רציונליים בתרופות ביתיות, שיפור איכות מוצרי המזון, הפחתת עומס חומרי ההדברה על הסביבה וצמצום ההשפעה השלילית על בריאות הציבור", אמר איוון דובובסקי, הפרויקט. מנהל מענק מקרן המדע הרוסית, דוקטור למדעי הביולוגיה, ראש המעבדה להגנת צמחים ביולוגית וביוטכנולוגיה של האוניברסיטה החקלאית הממלכתית של נובוסיבירסק.