PNAS：果蝇的睾丸是对抗害虫的好工具

　　

一种抑制昆虫的方法已经在我们的雷达下出现了——一种来自果蝇睾丸的酶。

约翰霍普金斯大学的研究人员发现，这种化合物可以通过阻碍昆虫的繁殖能力来控制携带疾病和危害作物的昆虫。

“我们已经迈出了用这种酶控制果蝇种群的第一步，”领导这项研究的约翰霍普金斯大学化学教授史蒂文罗基塔(Steven Rokita)说。“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繁殖，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。

罗基塔的研究小组在研究碘如何在甲状腺中起作用时偶然发现了这一发现。该团队先前证明了碘酪氨酸脱碘酶的普遍存在，它似乎在某些细菌、无脊椎动物和许多其他生物体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超载，溴酪氨酸是一种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产生精子的能力。

科学家们以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)都会产生的甲状腺激素之一。这种酶的作用是使体内的碘水平保持在健康的阈值，从而产生甲状腺激素，从而调节新陈代谢、生长和其他功能。

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

通过移除并解剖果蝇的睾丸，研究小组追踪了这种酶是如何调节溴酪氨酸水平的。当他们关闭负责这种酶的特定基因时，他们看到果蝇睾丸中溴酪氨酸的积累。

罗基塔说:“事实证明，如果缺乏这种酶，溴酪氨酸就会在雄性果蝇体内积累，而过量的溴酪氨酸会严重抑制精子的发生。”“所有苍蝇都有相似的基因，这意味着它们对溴酪氨酸的反应可能相似。”

罗基塔说，潜在的害虫控制策略可能包括使用标准的糖基捕蚊器，与溴酪氨酸或其他阻止酶起作用的物质混合使用。

科学家们正在与约翰霍普金斯疟疾研究所一起在蚊子身上测试他们的发现。

酶是一种蛋白质，它有助于加速维持我们身体的各种生物过程。罗基塔说，尽管这种酶与哺乳动物的酶具有相似的功能，但人类在睾丸中不会表达这种酶，因此溴酪氨酸不太可能影响人类的生育能力。

罗基塔说，这些发现显示了科学家们经常忽视的探索生物过程的价值。具体来说，研究结果表明，许多生物依靠卤化过程，将溴或类似元素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都很常见，但它的功能只在甲状腺中被明确定义。

他说:“这让我们认识到酪氨酸的卤化可能是常见的，而且非常重要，要么是因为它是有害的，要么是因为它是我们一直忽视的某种监管反应。”