Parthenogenes är asexuell fortplantning där man undviker genetiskt bidrag. Ägg utvecklas till avkomma på egen hand utan att befruktas av en spermie. Detta ses i naturen hos vissa arter av växter, insekter, reptiler etc. I fakultativ partenogenes växlar djuret från sexuell till partenogenetisk reproduktion under svåra situationer. Icke-partenogenetiska arter förökar sig sexuellt och föder inte "jungfrufödslar". I en studie som nyligen rapporterades uppnådde forskare induktion av fakultativ partenogenes och "jungfrufödslar" i Drosophila melanogaster (en icke-partenogenetisk art) genom genetisk teknik. Forskargruppen identifierade involverade gener och visade för första gången hur uttryck av involverade gener påverkar induktion av fakultativ partenogenes hos ett djur.
Parthenogenes är en form av asexuell reproduktion som inte involverar befruktning av ett ägg av en spermie. Embryot bildas av honan på egen hand (utan genetisk bidrag från en man) som utvecklas för att föda "jungfrufödsel". Partenogenes kan vara antingen obligatorisk eller fakultativ. Vid fakultativ partenogenes växlar djuret från sexuell till partenogenetisk reproduktion under svåra situationer medan obligat partenogenes är situationen när reproduktionen huvudsakligen är asexuell genom partenogenes.
"Jungfrufödslar" utan befruktning av spermier kan låta konstigt, men denna form av reproduktion där hanar undviks ses naturligt hos många arter av växter, insekter, svar etc. Icke-patogenetiska arter föder inte "jungfrufödslar" även om den har artificiellt framkallats i äggen i laboratoriet för att föda groda- och musavkommor. Dessa fall av artificiell partenogenes hos groda och möss gjorde inte att groda och möss honor var i stånd att föda jungfrufödslar på egen hand eftersom endast deras ägg förmåddes att genomgå embryogenes i laboratorieförhållandena. Detta har ändrats nu med rapporten (publicerad den 28th juli 2023) av icke-partenogenetiska djur som föder "jungfrufödslar" som följer genetisk teknik. Detta är det första fallet där sexuellt reproducerande djur blir partenogenetiska på grund av manipulationer i deras gener.
Två arter av Drosophila användes i denna studie. Drosophila mercatorum-arter, som har sexuellt reproducerande stam och partenogenetiskt reproducerande stam (fakultativ), användes för att identifiera gener involverade i partenogenes medan Drosophila melanogaster som är en icke-partenogenetisk art användes för genmanipulation för att producera partenogenetisk flyga.
Forskargruppen sekvenserade genom från två stammar av Drosophila mercatorum och jämförde genaktivitet i ägg av de två stammarna. Detta ledde till identifiering av 44 kandidatgener med potentiella roller i partenogenes. Nästa var att testa om manipulering av kandidatgenhomologer skulle inducera fakultativ partenogenes i Drosophila melanogaster. Forskarna fann ett polygent system - fakultativ partenogenes i Drosophila melanogaster (en icke-partenogenetisk art) triggades av ökat uttryck av det mitotiska proteinkinaspolo och minskat uttryck av ett desaturas, Desat2 som förstärktes av ökat uttryck av Myc. Äggen växte partenogenetiskt främst till triploida avkommor. Detta är första demonstrationen av genetisk grund för fakultativ partenogenes hos ett djur såväl som dess induktion genom genetisk teknik.
***
Källor:
- Sperling AL, et al, 2023. Den genetisk grund för fakultativ partenogenes i Drosophila. Aktuell biologi Publicerad: 28 juli 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- University of Cambridge 2023. Nyheter- Forskare upptäcker hemligheten bakom jungfrufödseln och sätter på förmågan hos flughonor. Tillgänglig på https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Åtkom 2023-08-01.
***
