Parthenogenese er aseksuell reproduksjon der genetiske bidrag fra hanner utelates. Egg utvikler seg til avkom på egen hånd uten å bli befruktet av en sædcelle. Dette sees i naturen hos enkelte arter av planter, insekter, krypdyr osv. I fakultativ partenogenese går dyret over fra seksuell til partenogenetisk reproduksjon under vanskelige situasjoner. Ikke-parthenogenetiske arter formerer seg seksuelt og føder ikke "jomfrufødsler". I en nylig rapportert studie oppnådde forskere induksjon av fakultativ partenogenese og "jomfrufødsler" i Drosophila melanogaster (en ikke-parthenogenetisk art) gjennom genetisk engineering. Forskerteamet identifiserte involverte gener og demonstrerte for første gang hvordan uttrykk for involverte gener påvirker induksjon av fakultativ partenogenese hos et dyr.
Parthenogenese er en form for aseksuell reproduksjon som ikke involverer befruktning av et egg av en sædcelle. Embryoet dannes av hunnen på egen hånd (uten genetisk bidrag fra en hann) som utvikler seg til å gi "jomfrufødsel". Parthenogenese kan være enten obligatorisk eller fakultativ. Ved fakultativ partenogenese bytter dyret fra seksuell til partenogenetisk reproduksjon under vanskelige situasjoner, mens obligatorisk partenogenese er situasjonen når reproduksjonen hovedsakelig er aseksuell gjennom partenogenese.
"Jomfrufødsler" uten befruktning med sæd kan høres rart ut, men denne formen for reproduksjon der hanner unnlates er naturlig sett hos mange arter av planter, insekter, svar osv. Ikke-patogenetiske arter gir ikke "jomfrufødsler" selv om den har blitt kunstig indusert i eggene i laboratoriet for å føde froske- og museavkom. Disse tilfellene av kunstig partenogenese hos frosker og mus gjorde ikke frosk og mus i stand til å føde jomfrufødsler på egen hånd, da bare eggene deres ble indusert til å gjennomgå embryogenese i laboratorieforholdene. Dette har endret seg nå med rapporten (publisert 28th juli 2023) av ikke-partenogenetiske dyr som gir "jomfrufødsler" som følger genetisk engineering. Dette er det første tilfellet av seksuelt reproduserende dyr som blir partenogenetisk på grunn av manipulasjoner i genene deres.
To arter av Drosophila ble brukt i denne studien. Drosophila mercatorum-arter, som har seksuelt reproduserende stamme og partenogenetisk reproduserende stamme (fakultativ), ble brukt til å identifisere gener involvert i parthenogenese mens Drosophila melanogaster som er en ikke-parthenogenetisk art ble brukt til genmanipulasjon for å produsere partenogenetisk fly.
Forskerteamet sekvenserte genomer av to stammer av Drosophila mercatorum og sammenlignet genaktivitet i egg fra de to stammene. Dette førte til identifisering av 44 kandidatgener med potensielle roller i partenogenese. Det neste var å teste om manipulering av kandidatgenhomologer ville indusere fakultativ partenogenese i Drosophila melanogaster. Forskerne fant et polygent system - fakultativ partenogenese i Drosophila melanogaster (en ikke-parthenogenetisk art) ble utløst av økt ekspresjon av den mitotiske proteinkinasepoloen og redusert ekspresjon av en desaturase, Desat2 som ble forsterket av økt ekspresjon av Myc. Eggene vokste parthenogenetisk hovedsakelig til triploid avkom. Dette er første demonstrasjon av genetisk grunnlaget for fakultativ partenogenese hos et dyr så vel som dets induksjon gjennom genetisk engineering.
***
kilder:
- Sperling AL, et al 2023. A genetisk grunnlag for fakultativ partenogenese i Drosophila. Current Biology Publisert: 28. juli 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- University of Cambridge 2023. Nyheter- Forskere oppdager hemmeligheten bak jomfrufødsel, og slår på evnen hos hunnfluer. Tilgjengelig i https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Åpnet 2023-08-01.
***
