Hiện các nhà khoa học rất quan tâm đến một loại enzyme từ tinh hoàn của ruồi giấm có thể hạn chế côn trùng quấy phá mùa màng. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins cho biết, hợp chất này có thể kiểm soát những con bọ mang mầm bệnh và gây hại cho cây trồng do nó có khả năng làm giảm khả năng sinh sản của chúng.

Steven Rokita, giáo sư hóa học tại Johns Hopkins, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: “Giờ đây, chúng ta có thể bắt tay vào việc điều khiển quần thể ruồi giấm bằng enzym này. Nó có thể là một phương pháp tốt giúp chúng ta có thể kiểm soát được khả năng sinh sản của tất cả các loại sâu bệnh gây hại cho ngành sinh học và nông nghiệp, bắt đầu từ quần thể muỗi".

Những phát hiện này sẽ được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Nhóm của Rokita tình cờ phát hiện ra điều này khi đang nghiên cứu cách hoạt động của iodide trong tuyến giáp. Trước đây các nhà nghiên cứu cũng đã chứng minh tính phổ biến của enzyme iodotyrosine deiodinase. Enzyme này đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh lý của một số vi khuẩn, động vật không xương sống và nhiều sinh vật khác. Những hiểu biết mới cho thấy việc ngăn chặn nó ở ruồi giấm dẫn đến tình trạng quá tải bromotyrosine, một biến thể tự nhiên của tyrosine axit amin thông thường. Khi có quá nhiều hợp chất này, nó sẽ cản trở khả năng tạo ra tinh trùng của côn trùng.

Các nhà khoa học trước đây cho rằng enzyme này chỉ giới hạn ở các sinh vật tạo ra thyroxine, một trong những hormone tuyến giáp được sản xuất bởi tất cả các động vật có xương sống, bao gồm động vật có vú, chim, bò sát, lưỡng cư và cá. Hoạt động chức năng của enzyme là giữ nồng độ iốt trong cơ thể ở ngưỡng khỏe mạnh để sản xuất hormone tuyến giáp, điều chỉnh quá trình trao đổi chất, tăng trưởng và các chức năng khác.

Rokita cho biết: “Thật ngạc nhiên, enzyme này cũng có ở rất nhiều loài động vật, một số vi khuẩn, ruồi giấm, hải quỳ - là các loại sinh vật không cần iodide. Vậy nó đang làm gì ở đó nếu như những sinh vật này không cần nó?”.

Khi loại bỏ và mổ xẻ tinh hoàn của ruồi giấm, nhóm nghiên cứu đã theo dõi cách enzyme điều chỉnh nồng độ bromotyrosine. Khi họ tắt gen cụ thể chịu trách nhiệm về enzyme này, họ thấy bromotyrosine tích tụ trong tinh hoàn của ruồi giấm.

Rokita nói: “Như vậy là nếu thiếu enzyme, bromotyrosine sẽ tích tụ ở ruồi giấm đực và tình trạng quá tải đó sẽ ức chế nghiêm trọng quá trình sinh tinh. Tất cả ruồi đều có một gen giống nhau, nghĩa là chúng có thể phản ứng với bromotyrosine theo cách tương tự này”.

Rokita cho biết, các chiến lược kiểm soát dịch hại phá hủy mùa màng tiềm năng có thể bao gồm cả việc sử dụng các bẫy muỗi làm từ đường tiêu chuẩn trộn với bromotyrosine hoặc các chất khác để ngăn chặn enzyme hoạt động.

Cùng với Viện nghiên cứu sốt rét Johns Hopkins, các nhà khoa học đang thử nghiệm phát hiện của họ trên muỗi.

Enzyme là các protein giúp tăng tốc các quá trình sinh học khác nhau để duy trì cơ thể chúng ta. Rokita cho biết, mặc dù enzyme này có chức năng tương tự giống như enzyme của động vật có vú nhưng con người không biểu hiện nó trong tinh hoàn và bromotyrosine khó có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của con người.

Những phát hiện này cho thấy giá trị của việc khám phá các quá trình sinh học mà các nhà khoa học thường bỏ qua. Cụ thể, các phát hiện cho thấy nhiều sinh vật sống dựa vào quá trình halogen hóa, trong đó brom hoặc các nguyên tố tương tự được thêm vào các phân tử như axit amin tyrosine để kiểm soát các chức năng quan trọng của cơ thể.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org, 5/2024