Партеногенез — это бесполое размножение, при котором генетический вклад мужского пола исключается. Яйцеклетки развиваются в потомство сами по себе, без оплодотворения спермой. Это наблюдается в природе у некоторых видов растений, насекомых, рептилий и т. д. При факультативном партеногенезе животные в трудных условиях переходят от полового к партеногенетическому размножению. Непартеногенетические виды размножаются половым путем и не дают «девственных рождений». В недавно опубликованном исследовании исследователи добились индукции факультативного партеногенеза и «непорочного зачатия» у Drosophila melanogaster (непартеногенетический вид) с помощью генной инженерии. Исследовательская группа идентифицировала задействованные гены и впервые продемонстрировала, как экспрессия вовлеченных генов влияет на индукцию факультативного партеногенеза у животного.
Партеногенез – форма бесполого размножения, в которой не участвуют оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом. Эмбрион формируется самкой (без генетического вклада самца), которая развивается, чтобы дать «девственное рождение». Партеногенез может быть как облигатным, так и факультативным. При факультативном партеногенезе животные переходят от полового к партеногенетическому размножению в трудных ситуациях, а при облигатном партеногенезе — это ситуация, когда размножение происходит преимущественно бесполым путем партеногенеза.
«Непорочное рождение» без оплодотворения спермой может показаться странным, но эта форма воспроизводства, при которой обходятся без мужского пола, естественно наблюдается у многих видов растений, насекомых, ответов и т. д. Непатогенетические виды не дают «девственных рождений», хотя и имеют место. были искусственно индуцированы в яйцах в лаборатории, чтобы родить потомство лягушек и мышей. Эти случаи искусственного партеногенеза у лягушек и мышей не сделали самок лягушек и мышей способными самостоятельно рожать девственниц, поскольку только их яйца подвергались стимуляции. эмбриональное развитие в лабораторных условиях. Это изменилось теперь с отчетом (опубликованным 28th июль 2023 г.) непартеногенетических животных, дающих «девственное рождение» после генной инженерии. Это первый такой случай, когда животные, размножающиеся половым путем, становятся партеногенетическими из-за манипуляций с их генами.
В этом исследовании использовали два вида дрозофилы. Виды Drosophila mercatorum, имеющие штамм, размножающийся половым путем, и штамм, размножающийся партеногенетически (факультативный), использовали для идентификации генов, участвующих в партеногенезе, в то время как Drosophila melanogaster, не являющийся партеногенетическим видом, использовали для манипуляций с генами для получения партеногенетических мух.
Исследовательская группа секвенировала геномы двух штаммов Drosophila mercatorum и сравнила активность генов в яйцах двух штаммов. Это привело к идентификации 44 генов-кандидатов с потенциальной ролью в партеногенезе. Затем нужно было проверить, вызовет ли манипулирование гомологами генов-кандидатов факультативный партеногенез у Drosophila melanogaster. Исследователи обнаружили полигенную систему: факультативный партеногенез у Drosophila melanogaster (непартеногенетический вид) запускался повышенной экспрессией митотической протеинкиназы polo и снижением экспрессии десатуразы Desat2, которая усиливалась повышенной экспрессией Myc. Яйца вырастали партеногенетически преимущественно до триплоидного потомства. Это первая демонстрация генетической основы факультативного партеногенеза у животного, а также его индукции через генетический машиностроение.
источники:
- Сперлинг А.Л., и др. 2023. Генетическая основа факультативного партеногенеза у дрозофилы. Текущая биология Опубликовано: 28 июля 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- Кембриджский университет, 2023 г. Новости. Ученые раскрыли секрет непорочного зачатия и активировали эту способность у самок мух. Доступны на https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Проверено 2023.
