Opracowanie biokompatybilnych pochodnych porfirynoidów jako aktywowanych światłem środków ochrony roślin

Ekopestycydy aktywowane światłem – nowy pomysł na ochronę roślin

Opracowanie nowej klasy pestycydów przeciw grzybiczym i bakteryjnym chorobom roślin, które będą aktywowane światłem, to cel badań prowadzonych przez dr DanielaZientala z Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. Według jego założeń, nowo opracowywane związki będą cechować się minimalną toksycznością, będą łatwe do zastosowania w rolnictwie oraz w przyszłości mogą stać siękonkurencyjne cenowo wobec aktualnych środków ochrony roślin. Projekt jest realizowany dzięki finansowaniu Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG) w ramach działania FIRST TEAM, realizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej.

Współczesne rolnictwo stoi przed ogromnym wyzwaniem – jak skutecznie chronić uprawy przed chorobami i szkodnikami, nie szkodząc jednocześnie środowisku? Tradycyjne środki ochrony roślin często niosą ze sobą ryzyko dla ekosystemów, a ich nadmierne stosowanie prowadzi do degradacji gleby i zanieczyszczenia wód. Czy istnieje alternatywa, która pozwoliłaby rolnikom skutecznie chronić plony, minimalizując wpływ na przyrodę? Odpowiedzią na to pytanie może być innowacyjna technologia oparta na biokompatybilnychporfirynoidach.

„Nasz pomysł to wykorzystanie związków z grupy porfirynoidów, w tym przede wszystkimchloryn, które uaktywniają się pod wpływem naturalnego światła słonecznego. To pośredniepochodne chlorofilu, który jako jeden z najpowszechniej występujących w naturze związków, jest zupełnie nietoksyczny i neutralny dla środowiska. Chcemy zaprojektować takiesubstancje, które po naświetleniu generują reaktywne formy tlenu, takie jak tlen singletowyczy wolne rodniki, które skutecznie eliminują patogeny – bakterie i grzyby. Co istotne, produkty rozpadu tych związków także będą nietoksyczne, a potencjalnie będą wspierać wzrost roślin, co czyni tę technologię wyjątkowo przyjazną dla środowiska” – mówi dr Daniel Ziental.

Kierowany przez niego zespół badawczy planuje przeprowadzenie szeroko zakrojonych pracbadawczych, obejmujących: syntezę nowych związków makrocyklicznych, ich charakterystykę fizyko- i fotochemiczną (aby zoptymalizować efektywność ich działania), testy na roślinach in vivo i in vitro (aby sprawdzić realne działanie nowych pestycydów w warunkach uprawowych), badania ekotoksyczności (aby upewnić się, że substancje te są bezpieczne dla środowiska) oraz analizy mikrobiologiczne (aby ocenić ich skuteczność wobec różnych patogenów).

Warto zauważyć, że opracowywane fotouczulacze będą aplikowane na uprawy identycznie jak obecnie używane, tradycyjne środki ochrony roślin. Oznacza to, że rolnicy nie będą musieli zmieniać sposobu stosowania ani inwestować w drogi sprzęt. Technologia ta wpisuje się w założenia Zielonego Ładu, który promuje ekologiczne rozwiązania w rolnictwie. Ograniczenie stosowania chemicznych środków ochrony roślin jest jednym z priorytetów współczesnej polityki rolnej. Jeżeli uda się wdrożyć nową metodę na szeroką skalę, może ona stanowić realną alternatywę dla konwencjonalnych pestycydów, zapewniając zdrowe plony i ochronę ekosystemów.

„Jeśli chodzi o perspektywę wdrożenia, to współpracujemy z firmą działającą w obszarze produktów dla rolnictwa, która doradzała nam w opracowaniu strategii wdrożeniowej oraz ejestracyjnej nowych substancji. Procedura rejestracji środków ochrony roślin jest bardziej wymagająca niż np. stymulantów wzrostu czy nawozów, dlatego proces ten może potrwać kilka lat. Wierzymy jednak, że dzięki unikalnej zdolności do aktywacji światłem, niskiej toksyczności i prostocie stosowania, fotouczulacze mają potencjał, aby stać się konkurencyjną alternatywą dla tradycyjnych środków ochrony roślin” – podkreśla dr Daniel Ziental.

Dr Daniel Ziental tytuł magistra, a następnie doktora uzyskał na Uniwersytecie Medycznymim. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. Pracę magisterską wykonywał na Uniwersytecie Autonomicznym w Madrycie w Hiszpanii, a następnie odbył staż naukowy na Uniwersytecie Turyńskim we Włoszech. Obecnie pracuje w Katedrze i Zakładzie Chemii Nieorganicznej i Analitycznej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu, a także jako doradca naukowcy w Instytucie Mikrobiomiki w Warszawie. Członek American Association of Pharmaceutical Scientists, International Photodynamic Association, European Society for Photobiology, European Network for diagnosis and treatment of antibiotic-resistant bacterial infections oraz współzałożyciel Controlled Release Society, Polish Chapter,. Wśród dotychczasowych wyróżnień dr. Daniela Zientala jest Nagroda Ministra Zdrowia, stypendium Start FNP, stypendium Miasta Poznania dla Młodych Badaczy oraz Medal Rektora Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu. W swojej pracy naukowej skupia się na poszukiwaniu nowych związków aktywnych przeciw grzybom i bakteriom, ze szczególnym uwzględnieniem patogenów wielolekoopornych. Specjalizuję się w badaniach nad rozwojem przeciwdrobnoustrojowej terapii foto- i sonodynamicznej.