חוקרים מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס גילו כי אנזים מאשכי זבוב הפירות, שנחשב בעבר כמעורב בוויסות הורמוני בלוטת התריס, ממלא תפקיד מכריע בשליטה בזרע. ממצא זה מציע גישה חדשה להדברת מזיקים, שעלולה להשפיע על פוריותם של חרקים נושאי מחלות ומזיקי יבול. קרדיט: twoday.co.il.com
מחקר של ג'ונס הופקינס גילה כי אנזים באשכי זבוב הפירות יכול לעכב רבייה של חרקים על ידי ניהול הצטברות ברומוטירוזין, והציג שיטה חדשה לניהול מזיקים המאיימים על החקלאות ומפיצים מחלות.
דרך חדשה לבלום חרקים מציקים התעופפה מתחת לרדאר שלנו – אנזים מאשכי זבובי פירות.
התרכובת יכולה לשלוט באגים הנושאים מחלות ופוגעות ביבול על ידי עיכוב יכולתם להתרבות, על פי מחקר חדש של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס.
"יש לנו אצבע בדלת לשלוט באוכלוסיות זבובי הפירות עם האנזים הזה", אמר סטיבן רוקיטה, פרופסור לכימיה בג'ונס הופקינס שהוביל את המחקר. "זה יכול להציע דרך טובה לשלוט בפוריות של כל מיני מזיקים ביולוגיים וחקלאיים, החל מאוכלוסיות היתושים".
הממצאים פורסמו ב הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים.
נפוצות ותפקוד מפתיעים של האנזים
הקבוצה של רוקיטה נתקלה בתגלית בזמן שחקרה כיצד יודיד פועל בבלוטת התריס. הצוות הוכיח בעבר את נוכחותו בכל מקום של האנזים iodotyrosine deiodinase, שנראה היה שמילא תפקיד בלתי צפוי בתהליכים פיזיולוגיים מרכזיים של חיידקים מסוימים, חסרי חוליותואורגניזמים רבים אחרים.
התובנות החדשות מראות שדיכוי זה בזבובי פירות מוביל לעומס יתר של ברומוטירוזין, וריאציה טבעית של האמינו הנפוץ חוּמצָה טירוזין. יותר מדי מהתרכובת הזאת מעכב את יכולת ייצור הזרע של החרק.
השלכות על מחלת הזרע בזבובי פירות
מדענים חשבו בעבר שהאנזים מוגבל לאורגניזמים היוצרים תירוקסין, אחד מהורמוני בלוטת התריס המיוצרים על ידי כולם בעלי חוליות, כולל יונקים, ציפורים, זוחלים, דו-חיים ודגים. תפקידו של האנזים הוא לשמור על רמות היוד בגוף בספים בריאים לייצור הורמוני בלוטת התריס, המווסתים את חילוף החומרים, הגדילה ותפקודים נוספים.
"להפתעתנו, האנזים הזה נמצא במספר עצום של בעלי חיים, כמה חיידקים, זבובי פירות, שושנות ים – כל מיני אורגניזמים שלא צריכים יודיד", אמר רוקיטה. "מה זה עושה שם אם האורגניזמים האלה לא צריכים את זה?"
על ידי הסרה וניתוח אשכים של זבובי פירות, הצוות עקב אחר כיצד האנזים מווסת את רמות הברומוטירוזין. כשהם כיבו את הגן הספציפי שאחראי לאנזים, הם ראו ברומוטירוזין מצטבר באשכי זבוב הפירות.
יישומי הדברה פוטנציאליים
"מסתבר שאם חסר האנזים, ברומוטירוזין מצטבר בזבובי פירות זכרים, והעומס הזה מעכב מאוד את הזרע", אמר רוקיטה. "לכל הזבובים יש גן דומה, מה שאומר שהם עשויים להגיב לברומוטירוזין בצורה דומה."
אסטרטגיות הדברה פוטנציאליות יכולות לכלול שימוש במלכודות יתושים סטנדרטיות המבוססות על סוכר המעורבבות עם ברומוטירוזין או חומרים אחרים המונעים מהאנזים לפעול, אמר רוקיטה.
הרחבת המחקר ושיקולי בטיחות
המדענים בודקים את הממצאים שלהם על יתושים עם המכון לחקר המלריה של ג'ונס הופקינס.
אנזימים הם חלבונים שעוזרים להאיץ תהליכים ביולוגיים שונים המחזקים את גופנו. למרות שהאנזים המדובר הוא כמו אנזים יונקים בעל תפקוד דומה, בני אדם אינם מבטאים אותו באשכים שלהם, וסביר שברומוטירוזין לא ישפיע על פוריות האדם, אמר רוקיטה.
תהליכים ביולוגיים שלא נחקרו ומשמעותם
הממצאים מראים את הערך של חקר תהליכים ביולוגיים שמדענים מתעלמים לעתים קרובות, אמר רוקיטה. באופן ספציפי, הממצאים מראים שיצורים חיים רבים מסתמכים על תהליך הלוגנציה, שבו מוסיפים ברום או אלמנטים דומים למולקולות כמו חומצת האמינו טירוזין כדי לשלוט בתפקודי גוף מרכזיים.
תגובה זו משותפת לאורגניזמים רבים, אך תפקידה הוגדר בבירור רק בבלוטת התריס, אמר רוקיטה.
"זה פותח את עינינו לרעיון שהלוגנציה של טירוזין עשויה להיות נפוצה וחשובה מאוד או בגלל שהיא מזיקה או בגלל שזו איזושהי תגובה רגולטורית שהחמצנו כל הזמן הזה", אמר.
מחברים נוספים הם Qi Su, Bing Xu, ו-Xin Chen, כולם של ג'ונס הופקינס.
המחקר נתמך על ידי ה המכונים הלאומיים לבריאות R01GM130937, R21AI119540, R01HD102474 ו-R35GM1270775, והמכון הרפואי הווארד יוז.
