آزمایش‌های پرتوی الکترونی روش استریل‌سازی ایمن‌تری را برای مگس‌هایی که دام‌ها را تهدید می‌کنند، پیش می‌برد

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Andrew Zinin

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان تگزاس A&M AgriLife Research با استفاده از پرتو الکترونی یا eBeam، فناوری برای تکنیک حشرات استریل یا SIT، در برابر مگس‌های کرم پیچ‌دار دنیای جدید به موفقیت اولیه دست یافته‌اند.

کرم پیچ‌دار دنیای جدید، Cochliomyia hominivorax، آفتی است که توجه ملی را به خود جلب کرده است، زیرا آژانس‌های تگزاس و ایالات متحده با تگزاس A&M AgriLife همکاری می‌کنند تا از گسترش بیشتر آن در کشور و تأثیر بر دام‌ها و حیات وحش جلوگیری کنند.

SIT یک روش اثبات شده کنترل کرم پیچ در دنیای جدید است که در آن تعداد زیادی مگس نر عقیم شده در طبیعت رها می شوند. از آنجا که ماده ها فقط یک بار جفت می شوند، جفت شدن آنها با نرهای عقیم به این معنی است که تخم های آنها هرگز از تخم خارج نمی شوند و جمعیت وحشی را سرکوب می کنند.

روش‌های سنتی SIT شفیره‌ها را در معرض ایزوتوپ‌های رادیواکتیو از جمله کبالت-60 قرار می‌دهند. eBeam از برق تجاری برای تولید پرتوهای الکترونی پرانرژی استفاده می کند - بدون نیاز به رادیواکتیویته. استفاده از فناوری eBeam ایمنی، امنیت، هزینه و بار لجستیکی ناشی از کار با مواد رادیواکتیو مانند کبالت-60 را از بین می برد.

قدرت پرتو و زمان نوردهی برای هر برنامه تنظیم می شود. این فناوری برای چندین دهه برای کاربردهای مختلف از جمله استریل کردن تجهیزات پزشکی و محصولات و ادویه‌های وارداتی و حذف آلودگی‌های محیطی مورد استفاده قرار گرفته است.

پیشرفت به سمت افزودن یک ابزار نوآورانه در مبارزه با کرم پیچ‌دار دنیای جدید محصول دو رشته تحقیقاتی است که نیروهای خود را به هم می‌پیوندند: پردازش مواد غذایی و حشره‌شناسی.

تیم مشترک شامل سورش پیلای، دکترا، مدیر مرکز ملی تحقیقات پرتو الکترون در دانشگاه تگزاس A&M، دانشمند تحقیقاتی AgriLife و استاد در گروه علوم و فناوری غذایی، ایستگاه کالج برایان است. و Aaron Tarone، Ph.D.، دانشمند و استاد تحقیقات AgriLife، و Keyan Zhu-Salzman، Ph.D.، حشره شناس و استاد تحقیقات AgriLife، هر دو در گروه حشره شناسی.

این تیم مهندسی eBeam را با تخصص حشره‌شناسی ترکیب کردند تا طیفی از دوزهای پرتو الکترونی را روی شفیره‌های کرم پیچ‌دار دنیای جدید آزمایش کنند.

تیم Pillai دوز و تدارکات eBeam را مدیریت کرد و از این فناوری در طیف وسیعی از دوزها برای چندین دور آزمایش بر روی شفیره استفاده کرد. سپس تیم تارون بخش بیولوژیکی را به عهده گرفت و مگس های بالغ را زیر میکروسکوپ تشریح و بررسی کرد. تیم او توانایی‌های تولیدمثلی مگس‌ها را ارزیابی کرد و تأیید کرد که آنها می‌توانند پرواز کنند و چرخه‌های زندگی خود را کامل کنند و تنها اثر درمان، عقیمی باقی مانده است.

پس از آزمایش‌های گسترده، تیم مطمئن است که eBeam می‌تواند به طور موثر مگس‌های نر را بدون تکیه بر مواد رادیواکتیو با فعالیت بالا عقیم کند.

تارون گفت که این همکاری یک مزیت اضافی را نیز به همراه داشت: eBeam می‌تواند فرآیند استریل‌سازی را در مقایسه با کبالت-60 به چند ثانیه کاهش دهد که چند دقیقه طول می‌کشد.

Tarone گفت: "Pillai متوجه شده است که چگونه می تواند هزاران شفیره را در چند ثانیه به طور دقیق درمان کند، و زمانی که استفاده از این فناوری را در مقیاس کارخانه ای لازم برای تلاش های SIT در نظر بگیرید، بسیار مثبت است." "همه چیز بسیار مثبت به نظر می رسد."

پیلای گفت که دورهای باقی مانده از آزمایش به تیم کمک می کند تا کارایی دوز eBeam را بهبود بخشد.

پیلای گفت: «ما نشان داده‌ایم که eBeam می‌تواند همان کاری را که کبالت-60 در برابر کرم پیچ‌دار دنیای جدید انجام می‌دهد، انجام دهد. "تست‌های ما تاکنون مورد قانع‌کننده‌ای برای استفاده از این فناوری با توجه به کاهش هزینه و خطرات مرتبط با روش‌های استریل‌سازی سنتی است. داده‌های کافی وجود دارد که مطمئن هستیم eBeam می‌تواند آینده تلاش‌های SIT باشد."

این کار مبتنی بر تحقیقات قبلی است که در آن مرکز eBeam را بر روی Cochliomyia macellaria، یک گونه مگس بادکن با بیولوژی شبیه به کرم پیچ در جهان جدید، به عنوان جایگزینی برای آزمایش اولیه آزمایش کرد. این تحقیق به دانشمندان تگزاس A&M این اطمینان را داد تا آزمایش مستقیم روی شفیره کرم پیچ‌دار دنیای جدید را آغاز کنند.

G. Cliff Lamb، Ph.D.، مدیر تحقیقات AgriLife، گفت: "این کار بین رشته ای بسیار هماهنگ و مشارکتی نشان دهنده تعهد ما به علم تاثیرگذار و مقابله با چالش ها برای دولت و ملت ما است." "ما در حال ایجاد یک ابزار نوآورانه برای محافظت از دام های تگزاس، حیات وحش و معیشت تولید کنندگان خود هستیم."

Pillai گفت که آزمایش‌های موفقیت‌آمیز در یک لحظه مهم برای فناوری eBeam انجام می‌شود. در ژانویه، وزارت کشاورزی ایالات متحده چالش بزرگ کرم پیچ‌دار دنیای جدید خود را راه‌اندازی کرد و از نوآوران فدرال و غیرفدرال خواست تا پروژه‌هایی با تأثیرگذاری بالا برای بهبود تشخیص، کنترل و آمادگی ریشه‌کنی در برابر آفت توسعه دهند.

مرکز ملی تحقیقات پرتو الکترونی، که به طور غیررسمی به عنوان مرکز eBeam شناخته می‌شود، در پردیس دانشگاه تگزاس A&M در ایستگاه برایان-کالج مستقر است و در سال 2014 به عنوان مرکز همکاری آژانس بین‌المللی انرژی اتمی برای استفاده از eBeam در برنامه‌های غذایی، بهداشتی و محیطی نامگذاری شد. این مرکز همچنین با وزارت انرژی ایالات متحده و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام برای پیشبرد تحقیقات eBeam و کمک به صنایع برای دور شدن از فناوری منابع رادیواکتیو همکاری می کند.

پیلای گفت که این تیم به دلیل اعتماد USDA- خدمات بازرسی سلامت حیوانات و گیاهان به تخصص جمعی خود برای ارزیابی فناوری eBeam مفتخر شده است. او گفت که این نمونه قدرت همکاری بین رشته‌ای است که تخصص‌های مکمل را برای پاسخگویی به یک نیاز حیاتی ملی گرد هم می‌آورد.

به عنوان بخشی از یک پروژه، مرکز eBeam در تگزاس A&M به دو شرکت در توسعه نمونه اولیه پلتفرم‌های eBeam برای کاربردهای گسترده‌تر SIT کمک خواهد کرد.

پیلای گفت: "همکاری ما با USDA... نشان دهنده اعتماد آنها به تحقیقات AgriLife و مرکز تگزاس A&M eBeam است." این نشان می‌دهد که ما یک رهبر برجسته جهانی در توسعه و تحقیق eBeam هستیم و از فرصتی برای به نمایش گذاشتن تأثیری که در دنیای واقعی می‌تواند برای محافظت از معیشت و زنجیره تأمین مواد غذایی ما داشته باشد، هیجان‌زده هستیم.»

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →