Partenogeneza to rozmnażanie bezpłciowe, w którym pomija się wkład genetyczny od samca. Jaja rozwijają się w potomstwo samodzielnie, bez zapłodnienia przez plemnik. Można to zaobserwować w naturze u niektórych gatunków roślin, owadów, gadów itp. W przypadku fakultatywnej partenogenezy zwierzęta w trudnych sytuacjach przechodzą z rozmnażania płciowego na partenogenetyczne. Gatunki niepartenogenetyczne rozmnażają się płciowo i nie dają „dziewiczych narodzin”. W niedawno opublikowanym badaniu badacze osiągnęli indukcję fakultatywnej partenogenezy i „porodów dziewiczych” u Drosophila melanogaster (gatunek niepartenogenetyczny) poprzez genetyczny Inżynieria. Zespół badawczy zidentyfikował zaangażowane geny i po raz pierwszy zademonstrował, w jaki sposób ekspresja zaangażowanych genów wpływa na indukcję fakultatywnej partenogenezy u zwierzęcia.
Partenogeneza jest formą rozmnażania bezpłciowego, która nie obejmuje nawożenie jaja przez plemnik. Zarodek jest tworzony przez samicę (bez genetyczny wkład mężczyzny), który rozwija się, dając „dziewiczy poród”. Partenogeneza może być obligatoryjna lub fakultatywna. W przypadku partenogenezy fakultatywnej zwierzę przechodzi z rozmnażania płciowego na partenogenetyczny w trudnych sytuacjach, natomiast partenogeneza obowiązkowa to sytuacja, gdy rozmnażanie odbywa się głównie bezpłciowo poprzez partenogenezę.
„Narodziny z dziewicy” bez zapłodnienia plemnikiem mogą brzmieć dziwnie, ale ta forma rozmnażania, w której rezygnuje się z samca, występuje naturalnie u wielu gatunków roślin, owadów, odpowiedzi itp. Gatunki niepatogeniczne nie dają „dziewiczych narodzin”, chociaż ma to zostały sztucznie wywołane w jajach w laboratorium, aby urodzić potomstwo żab i myszy. Te przypadki sztucznej partenogenezy u żaby i myszy nie sprawiły, że samice żaby i myszy były zdolne do samodzielnego rodzenia z dziewicy, ponieważ tylko ich jaja zostały nakłonione do przejścia embriogeneza w warunkach laboratoryjnych. Zmieniło się to teraz wraz z raportem (opublikowanym 28th lipiec 2023 r.) zwierząt niepartenogenetycznych dających „dziewicze narodziny”. genetyczny Inżynieria. To pierwszy taki przypadek rozmnażania się płciowego zwierzęcia, które stało się partenogenetyczne w wyniku manipulacji w ich genach.
W badaniu wykorzystano dwa gatunki Drosophila. Do identyfikacji genów zaangażowanych w partenogenezę wykorzystano gatunek Drosophila mercatorum, który obejmuje szczep rozmnażający się płciowo i szczep rozmnażający się partenogenetycznie, natomiast Drosophila melanogaster, który nie jest gatunkiem partenogenetycznym, wykorzystano do manipulacji genami w celu wytworzenia partenogenetyczny latać.
Zespół badawczy zsekwencjonował genomy dwóch szczepów Drosophila mercatorum i porównał aktywność genów w jajach obu szczepów. Doprowadziło to do zidentyfikowania 44 genów kandydujących, które mogą odgrywać potencjalną rolę w partenogenezie. Następnie zbadano, czy manipulowanie homologami genów kandydujących wywoła fakultatywną partenogenezę u Drosophila melanogaster. Naukowcy odkryli system wielogenowy – fakultatywna partenogeneza u Drosophila melanogaster (gatunku niepartenogenetycznego) została wywołana zwiększoną ekspresją mitotycznej kinazy białkowej polo i zmniejszoną ekspresją desaturazy Desat2, która została wzmocniona przez zwiększoną ekspresję Myc. Jajka urosły partenogenetycznie głównie triploidalnemu potomstwu. To pierwsza demonstracja genetyczny podstawy fakultatywnej partenogenezy u zwierzęcia i jej indukcji genetyczny Inżynieria.
***
Źródła:
- Sperling AL, i wsp 2023. genetyczny podstawy fakultatywnej partenogenezy u Drosophila. Aktualna biologia Opublikowano: 28 lipca 2023 r. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- University of Cambridge 2023. Aktualności- Naukowcy odkrywają sekret narodzin z dziewicy i włączają tę zdolność u samic muszek. Dostępne o https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Dostęp 2023-08-01.
***
