果蝇睾丸提供了对抗有害昆虫的潜在工具

A way to curb nagging insects has been flying under our radar—an enzyme from fruit fly testes. The compound could control bugs that carry disease and harm crops by stunting their ability to procreate, Johns Hopkins University researchers found.

一种抑制恼人昆虫的方法一直在我们的雷达下飞行——一种来自果蝇睾丸的酶。约翰斯·霍普金斯大学的研究人员发现,这种化合物可以抑制携带疾病的虫子,并通过阻碍它们的繁殖能力来伤害作物

领导这项研究的约翰斯·霍普金斯大学化学教授史蒂文·罗基塔说:“我们有机会用这种酶控制果蝇种群。”。“它可以提供一种很好的方法来控制各种生物和农业害虫的生育能力,从蚊子种群开始。”

研究结果将发表在《美国国家科学院院刊》上

Rokita的小组在研究碘化物在甲状腺中的作用时偶然发现了这一发现。该团队之前证明了碘酪氨酸脱碘酶的普遍性,它似乎在某些细菌、无脊椎动物和许多其他生物的关键生理过程中发挥了意想不到的作用

新的见解表明,在果蝇中抑制它会导致溴酪氨酸过载,溴酪氨酸是常见氨基酸酪氨酸的自然变异。过多的这种化合物会阻碍昆虫的精子制造能力

科学家此前认为,这种酶仅限于产生甲状腺素的生物体,甲状腺素是所有脊椎动物(包括哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物和鱼类)产生的甲状腺激素之一。这种酶的作用是将身体的碘水平保持在健康的阈值,以产生调节新陈代谢、生长和其他功能的甲状腺激素

罗基塔说:“令我们惊讶的是,这种酶存在于大量动物体内,包括一些细菌、果蝇、海葵,以及所有不需要碘化物的生物。”。“如果这些生物不需要它,它在那里做什么?”

通过移除和解剖果蝇的睾丸,研究小组追踪了这种酶如何调节溴酪氨酸水平。当他们关闭负责这种酶的特定基因时,他们看到溴酪氨酸在果蝇睾丸中积聚

Rokita说:“事实证明,如果缺乏这种酶,溴酪氨酸就会在雄性果蝇中积累,这种超负荷会严重抑制精子发生。”。Rokita说:“所有的苍蝇都有相似的基因,这意味着它们可能以相似的方式对溴酪氨酸产生反应。”

科学家们正在约翰斯·霍普金斯疟疾研究所对蚊子进行测试

酶是一种蛋白质,有助于加快维持我们身体的各种生物过程。Rokita说,尽管这种酶与具有类似功能的哺乳动物酶相似,但人类不会在睾丸中表达,溴酪氨酸也不太可能影响人类的生育能力

Rokita说,这些发现表明了探索科学家经常忽视的生物过程的价值。具体而言,研究结果表明,许多生物依赖于卤化过程,溴或类似元素被添加到氨基酸酪氨酸等分子中,以控制关键的身体功能

Rokita说,这种反应在许多生物体中很常见,但其功能仅在甲状腺中得到明确定义

他说:“这让我们看到了酪氨酸卤化可能很常见,也很重要,因为这是有害的,或者因为这是我们一直错过的某种调节反应。”

其他作者是Qi Su、Bing Xu和Xin Chen,他们都来自约翰霍普金斯大学