สารกำจัดศัตรูพืชอินทรีย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายส่วนใหญ่ต้องการความช่วยเหลือในการฆ่า

ข้อมูลเชิงลึกใหม่ที่น่าตกใจเกี่ยวกับการทำงานของหนึ่งในอาวุธที่สำคัญที่สุดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในคลังแสงของมนุษย์ในการต่อต้านแมลงมีนัยสำคัญไม่เพียง แต่สำหรับการควบคุมแมลงในการเกษตร ป่าไม้ และสุขภาพของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำความเข้าใจโรคจุลินทรีย์ในมนุษย์และ สัตว์อื่นๆ Nichole Broderick นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ UW-Madison และผู้เขียนนำของการศึกษา PNAS กล่าวว่า "ข้อความส่งกลับบ้านคือเราได้แสดงให้เห็นว่ากลไกการฆ่า Bacillus thuringiensis นั้นอำนวยความสะดวกโดยชุมชนลำไส้ปกติ" "นี่เป็นกลไกที่ไม่เคยรู้มาก่อน" ค้นพบครั้งแรกในปี 1911 Bacillus thuringiensis ได้รับการพัฒนาเป็นยาฆ่าแมลงที่สำคัญในเชิงพาณิชย์ในปี 1950 เป็นสารธรรมชาติที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมแมลงศัตรูพืชที่สำคัญ และยีนที่สร้างโปรตีนที่เป็นพิษของบีทีได้ถูกนำไปดัดแปลงในพืชผลหลายชนิด พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ใช้ยีนของแบคทีเรียเป็นที่แพร่หลายมากที่สุดในบรรดาพืชดัดแปลงพันธุกรรม และปลูกบนพื้นที่หลายล้านเอเคอร์ในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว แม้ว่า Bt และโปรตีนที่เป็นพิษจะได้รับการศึกษามานานหลายทศวรรษ แต่วิธีการที่จุลินทรีย์ไปฆ่าแมลงที่มันติดเชื้อนั้นถูกสันนิษฐานว่าเป็นการรบกวนเซลล์ที่เรียงตัวของแมลงโดยผ่านสารพิษ เซลล์ที่เสียหายตามสมมติฐานที่แพร่หลายนำไปสู่การอดอาหาร อีกสมมติฐานหนึ่งระบุว่าการแพร่กระจายของแบคทีเรียในแมลงที่ติดเชื้อทำให้เลือดเป็นพิษและเสียชีวิต "มันเป็นหนึ่งในข้อสันนิษฐานเหล่านั้นที่สร้างขึ้นจากข้อสันนิษฐาน ยาฆ่าแมลง ซึ่งเป็นบ้านแห่งไพ่ทางวิทยาศาสตร์" Jo Handelsman หนึ่งในผู้เขียนรายงานอธิบายถึงมุมมองที่มีมาอย่างยาวนานเกี่ยวกับวิธีการฆ่าของ Bt "สิ่งที่ถูกเสนอเป็นสมมติฐานในเอกสารฉบับหนึ่งได้รับการอ้างถึงว่าได้รับการพิสูจน์แล้วในเอกสารอีกฉบับหนึ่ง และดูเหมือนว่าจะไม่มีใครย้อนกลับไปยังวรรณกรรมต้นฉบับจนถึงตอนนี้" Handelsman เป็นศาสตราจารย์ Howard Hughes Medical Institute ในแผนกโรคพืช UW-Madison งานใหม่ที่ดำเนินการในห้องทดลองของ Handelsman และ Kenneth F. Raffa ศาสตราจารย์ในแผนกกีฏวิทยา UW-Madison แสดงให้เห็นว่า Bt จำเป็นต้องมีแบคทีเรียอื่น ๆ เพื่อแสดงอิทธิพลที่ร้ายแรง สัตว์แทบทุกชนิด รวมทั้งมนุษย์ อาศัยการทำงานร่วมกันของแบคทีเรียหลายสายพันธุ์ ซึ่งเริ่มตั้งรกรากในกระเพาะอาหารและลำไส้เป็นประจำตั้งแต่แรกเกิด ตัวหนอนของแมลงเม่าและผีเสื้อมีแบคทีเรียในลำไส้ประมาณเจ็ดถึงยี่สิบชนิด มนุษย์มีพืชขนาดเล็กประมาณห้าแสนหนึ่งพันชนิดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ Broderick อธิบายว่า "ในแมลงเม่าและผีเสื้อ ความซับซ้อนนั้นต่ำกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแม้แต่แมลงอื่นๆ มาก" การศึกษาวิสคอนซินดำเนินการโดยใช้ยาปฏิชีวนะเพื่อกำจัดแบคทีเรียพื้นเมืองทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของหนอนผีเสื้อกลางคืนยิปซี เมื่อสัมผัสกับ Bt ตัวหนอนที่ลำไส้ถูกล้างออกจากชุมชนจุลินทรีย์พื้นเมืองของพวกมัน ไม่พบผลกระทบที่เป็นพิษของสารนี้ เมื่อจุลินทรีย์ในลำไส้ของแมลงถูกสร้างขึ้นใหม่ กิจกรรมการฆ่าแมลงของบีทีก็กลับคืนมา เพื่อทดสอบผลลัพธ์เพิ่มเติม ทีมงานวิสคอนซินใช้สายพันธุ์ของเชื้ออี. โคไลที่มีชีวิตซึ่งออกแบบมาเพื่อนำสารพิษบีทีไปทำให้หนอนผีเสื้อติดเชื้อ ซึ่งเป็นวิธีการรักษาที่ทำให้ถึงตายได้ ไม่ว่าลำไส้ของแมลงจะมีส่วนประกอบของจุลินทรีย์ตามปกติหรือไม่ก็ตาม อย่างไรก็ตาม หาก E. coli ที่ถูกสร้างวิศวกรรมถูกฆ่าตายก่อนการให้ยา มันจะฆ่าเฉพาะหนอนผีเสื้อที่มีจุลินทรีย์ในลำไส้ไม่เสียหายเท่านั้น "ความสำคัญของชุมชนจุลินทรีย์ถูกมองข้าม" Broderick กล่าว "ท้ายที่สุดแล้ว นี่คือภาวะโลหิตเป็นพิษที่อาศัยสารพิษ (พิษในเลือด) ซึ่งควบคุมโดยชุมชนลำไส้" บทบาทที่แน่นอนของจุลินทรีย์ในการส่งเสริมผลร้ายแรงของสารพิษ Bt ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ผลสรุปของงานใหม่นี้อาจนำไปใช้ทันทีในการออกแบบกลยุทธ์ในการจัดการแมลงศัตรูพืชโดยการเพิ่มผลการฆ่าของเชื้อบีทีโดยใช้จุลินทรีย์ในลำไส้ของแมลงพื้นเมืองหรือแบคทีเรียอื่น ๆ ที่ทราบว่าส่งเสริมการเป็นพิษในเลือด "งานนี้ยังเพิ่มความเป็นไปได้ที่ยีนที่เข้ารหัสสารพิษ (Bt) สามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในพืชดัดแปรพันธุกรรม โดยใช้ประโยชน์จากบทบาทของแบคทีเรียที่มีแมลงเป็นพาหะ ซึ่งช่วยเพิ่มกิจกรรมการฆ่าแมลง" ทีมงานวิสคอนซินเขียนในรายงาน PNAS ยิ่งไปกว่านั้น ข้อมูลเชิงลึกที่ว่าจุลินทรีย์ในลำไส้เป็นสื่อกลางในผลกระทบของสารพิษจากแบคทีเรียอาจมีการประยุกต์ใช้ในยาของมนุษย์และสัตว์ เนื่องจากบทบาทของแบคทีเรียเหล่านั้นจะเข้าใจได้ดีขึ้น การติดเชื้อแบคทีเรียในมนุษย์อาจเป็นสาเหตุถึงร้อยละ 10 ของการเสียชีวิตในสหรัฐอเมริกา "เชื่อกันว่าลำไส้เป็นแหล่งของแบคทีเรียในกรณีส่วนใหญ่ของภาวะโลหิตเป็นพิษในมนุษย์ ดังนั้นหากกลไกนี้ใช้ร่วมกันโดยเชื้อบีทีและสารพิษที่ผลิตโดยเชื้อโรคในมนุษย์ ความหมายอาจมีความหมายในทางการแพทย์มากกว่าในการเกษตร" Handelsman กล่าวว่า