Партеногенезата е асексуално възпроизвеждане, при което генетичният принос на мъжа е пренебрегнат. Яйцеклетките се развиват до потомство сами, без да бъдат оплодени от сперма. Това се наблюдава в природата при някои видове растения, насекоми, влечуги и т.н. При факултативната партеногенеза животното преминава от сексуално към партеногенетично размножаване при трудни ситуации. Непартеногенетичните видове се размножават по полов път и не дават „девствени раждания“. В проучване, докладвано наскоро, изследователите са постигнали индукция на факултативна партеногенеза и „девствени раждания“ в Drosophila melanogaster (непартеногенетичен вид) чрез генетичен инженерство. Изследователският екип идентифицира включени гени и демонстрира за първи път как експресиите на участващите гени влияят върху индуцирането на факултативна партеногенеза при животно.
Партеногенезата е форма на безполово размножаване, която не включва оплождане на яйцеклетка от сперма. Ембрионът се формира от женската самостоятелно (без генетичен принос от мъжки пол), който се развива, за да даде „девствено раждане“. Партеногенезата може да бъде задължителна или факултативна. В случай на факултативна партеногенеза, животното преминава от сексуално към партеногенетично възпроизвеждане при трудни ситуации, докато задължителната партеногенеза е ситуацията, когато възпроизвеждането е предимно асексуално чрез партеногенеза.
„Девствени раждания“ без оплождане от сперматозоиди може да звучи странно, но тази форма на възпроизвеждане, при която мъжкият е лишен, се наблюдава естествено при много видове растения, насекоми, отговори и т.н. Непатогенетичните видове не дават „девствени раждания“, въпреки че има са били изкуствено индуцирани в яйцата в лабораторията да раждат потомство на жаба и мишка. Тези случаи на изкуствена партеногенеза при жаби и мишки не са направили женски жаби и мишки годни да раждат девствено сами, тъй като само техните яйца са били индуцирани да ембриогенезата в лабораторни условия. Това се промени сега с доклада (публикуван на 28th юли 2023 г.) на непартеногенетични животни, даващи „девствени раждания“ след генетичен инженерство. Това е първият подобен случай на полово размножаващо се животно, което се превръща в партеногенетично поради манипулации в техните гени.
В това изследване са използвани два вида Drosophila. Видът Drosophila mercatorum, който има полово възпроизвеждащ се щам и партеногенетично възпроизвеждащ се щам (факултативен), беше използван за идентифициране на гени, участващи в партеногенезата, докато Drosophila melanogaster, който е непартеногенетичен вид, беше използван за генна манипулация за получаване партеногенетичен летя.
Изследователският екип секвенира геноми на два щама Drosophila mercatorum и сравнява генната активност в яйцата на двата щама. Това доведе до идентифициране на 44 кандидат-гени с потенциални роли в партеногенезата. След това беше да се тества дали манипулирането на хомолози на кандидат-ген би предизвикало факултативна партеногенеза в Drosophila melanogaster. Изследователите откриха полигенна система – факултативната партеногенеза в Drosophila melanogaster (непартеногенетичен вид) се задейства от повишена експресия на митотичната протеин киназа поло и намалена експресия на десатураза, Desat2, която беше подобрена от повишена експресия на Myc. Яйцата пораснаха партеногенетично главно до триплоидно потомство. Това е първата демонстрация на генетичен основа на факултативната партеногенеза при животно, както и нейното индуциране чрез генетичен инженерство.
***
Източници:
- Сперлинг AL, и др 2023. В генетичен основа за факултативна партеногенеза при Drosophila. Current Biology Публикувано: 28 юли 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- University of Cambridge 2023. Новини - Учените откриват тайната на девственото раждане и включват способността при женските мухи. Наличен в https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Достъп на 2023-08-01.
***
