"Abbiamo la possibilità di controllare le popolazioni di moscerini della frutta con questo enzima", ha detto Steven Rokita, professore di chimica alla Johns Hopkins che ha guidato la ricerca. "Potrebbe offrire un buon modo per controllare la fertilità di tutti i tipi di parassiti biologici e agricoli, a cominciare dalle popolazioni di zanzare."

I risultati saranno pubblicati negli Proceedings of the National Academy of Sciences .

Il gruppo di Rokita si è imbattuto nella scoperta mentre studiava come funziona lo ioduro nella ghiandola tiroidea. Il team aveva precedentemente dimostrato l'ubiquità dell'enzima iodotirosina deiodinasi, che sembrava svolgere un ruolo inaspettato nei processi fisiologici chiave di alcuni batteri, invertebrati e molti altri organismi.

Le nuove intuizioni mostrano che la sua soppressione nei moscerini della frutta porta a un sovraccarico di bromotirosina, una variazione naturale del comune aminoacido tirosina. Una quantità eccessiva di quel composto ostacola la capacità dell'insetto di produrre sperma.

In precedenza gli scienziati pensavano che l’enzima fosse limitato agli organismi che generano tiroxina, uno degli ormoni tiroidei prodotti da tutti i vertebrati, inclusi mammiferi, uccelli, rettili, anfibi e pesci. Il compito dell'enzima è mantenere i livelli di iodio nel corpo a soglie salutari per produrre ormoni tiroidei, che regolano il metabolismo, la crescita e altre funzioni.

"Con nostra sorpresa, questo enzima si trova in un gran numero di animali, alcuni batteri, moscerini della frutta, anemoni di mare, tutti i tipi di organismi che non hanno bisogno di ioduro", ha detto Rokita. "Cosa ci fa lì se questi organismi non ne hanno bisogno?"

Rimuovendo e sezionando i testicoli dei moscerini della frutta, il team ha monitorato il modo in cui l'enzima regola i livelli di bromotirosina. Quando hanno disattivato il gene specifico responsabile dell'enzima, hanno visto un accumulo di bromotirosina nei testicoli del moscerino della frutta.

"Si scopre che se l'enzima è carente, la bromotirosina si accumula nei moscerini della frutta maschi e questo sovraccarico inibisce gravemente la spermatogenesi", ha detto Rokita. "Tutte le mosche hanno un gene simile, il che significa che potrebbero reagire alla bromotirosina in modo simile."

Le potenziali strategie di controllo dei parassiti potrebbero includere l'uso di trappole per zanzare standard a base di zucchero mescolate con bromotirosina o altre sostanze che impediscono all'enzima di funzionare, ha detto Rokita.

Gli scienziati stanno testando le loro scoperte sulle zanzare con il Johns Hopkins Malaria Research Institute.

Gli enzimi sono proteine ​​che aiutano ad accelerare vari processi biologici che sostengono il nostro corpo. Anche se l'enzima in questione è simile a un enzima dei mammiferi con una funzione simile, gli esseri umani non lo esprimono nei testicoli ed è improbabile che la bromotirosina influenzi la fertilità umana, ha affermato Rokita.

I risultati mostrano il valore dell’esplorazione dei processi biologici che gli scienziati spesso ignorano, ha affermato Rokita. Nello specifico, i risultati mostrano che molti esseri viventi si affidano al processo di alogenazione, in cui il bromo o elementi simili vengono aggiunti a molecole come l'amminoacido tirosina per controllare le funzioni corporee chiave.

Questa reazione è comune a molti organismi, ma la sua funzione è stata chiaramente definita solo nella tiroide, ha detto Rokita.

"Questo ci sta aprendo gli occhi sull'idea che l'alogenazione della tirosina potrebbe essere comune e molto importante perché è dannosa o perché è una sorta di risposta normativa che ci era sfuggita per tutto questo tempo", ha affermato.

Altri autori sono Qi Su, Bing Xu e Xin Chen, tutti della Johns Hopkins.