Parthenogeneesi on aseksuaalista lisääntymistä, jossa miehen geneettinen osuus jätetään pois. Munat kehittyvät jälkeläisiksi itsestään ilman, että siittiö hedelmöittää niitä. Tämä näkyy luonnossa joissakin kasvilajeissa, hyönteisissä, matelijoissa jne. Fakultatiivisessa partenogeneesissä eläin siirtyy seksuaalisesta lisääntymisestä partenogeneettiseen lisääntymiseen vaikeissa tilanteissa. Ei-partenogeneettiset lajit lisääntyvät seksuaalisesti eivätkä synnytä "neitseestä". Äskettäin raportoidussa tutkimuksessa tutkijat saivat aikaan fakultatiivisen partenogeneesin ja "neitseellisen synnytyksen" Drosophila melanogasterissa (ei-partenogeneettinen laji) geneettinen suunnittelu. Tutkimusryhmä tunnisti mukana olevat geenit ja osoitti ensimmäistä kertaa, kuinka mukana olevien geenien ilmentymät vaikuttavat fakultatiivisen partenogeneesin induktioon eläimessä.
Parthenogeneesi on suvuttoman lisääntymisen muoto, johon ei liity lannoitus munasolusta siittiöstä. Naaras muodostaa alkion itsestään (ilman geneettinen miehen panos), joka kehittyy synnyttämään "neitseestä". Partenogeneesi voi olla joko pakollista tai fakultatiivista. Fakultatiivisessa partenogeneesissä eläin vaikeissa tilanteissa siirtyy seksuaalisesta lisääntymisestä partenogeneettiseen lisääntymiseen, kun taas pakollinen partenogeneesi on tilanne, jossa lisääntyminen tapahtuu pääasiassa aseksuaalista partenogeneesin kautta.
"Neitseelliset syntymiset" ilman siittiöhedelmöitystä saattaa kuulostaa oudolta, mutta tämä lisääntymismuoto, jossa uros on luopunut, esiintyy luonnollisesti monissa kasvilajeissa, hyönteisissä, vastalajeissa jne. Ei-patogeneettiset lajit eivät synnytä "neitseellisiä synnytyksiä", vaikka ne laboratoriossa keinotekoisesti indusoitu munassa sammakon ja hiiren jälkeläisten synnyttämiseksi. Nämä sammakon ja hiiren keinotekoisen partenogeneesin tapaukset eivät tehneet naarassammakoista ja hiiristä sopivia synnyttämään neitseellisiä yksinään, koska vain niiden munat indusoitiin. embryogeneesi laboratorio-olosuhteissa. Tämä on nyt muuttunut raportin myötä (julkaistu 28th heinäkuuta 2023) ei-partenogeneettisistä eläimistä, jotka synnyttävät neitseellisen syntymän geneettinen suunnittelu. Tämä on ensimmäinen tapaus, jossa seksuaalisesti lisääntyvä eläin muuttuu partenogeneettiseksi niiden geenien manipuloinnin vuoksi.
Tässä tutkimuksessa käytettiin kahta Drosophila-lajia. Drosophila mercatorum -lajia, jolla on seksuaalisesti lisääntyvä kanta ja partenogeneettisesti lisääntyvä kanta (fakultatiivinen), käytettiin tunnistamaan partenogeneesiin osallistuvia geenejä, kun taas Drosophila melanogaster -laji, joka on ei-partenogeneettinen laji, käytettiin geenimanipulaatioon tuottaakseen partenogeneettinen lentää.
Tutkimusryhmä sekvensoi kahden Drosophila mercatorum -kannan genomit ja vertasi geenien aktiivisuutta näiden kahden kannan munissa. Tämä johti 44 kandidaattigeenin tunnistamiseen, joilla on potentiaalisia rooleja partenogeneesissä. Seuraavaksi testattiin, indusoiko ehdokasgeenihomologien manipulointi fakultatiivista partenogeneesiä Drosophila melanogasterissa. Tutkijat havaitsivat polygeenisen järjestelmän – fakultatiivisen partenogeneesin Drosophila melanogasterissa (ei-partenogeneettinen laji) laukaisi mitoottisen proteiinikinaasipolon lisääntynyt ekspressio ja desaturaasin Desat2:n vähentynyt ekspressio, jota tehosti lisääntynyt Myc:n ilmentyminen. Munat kasvoivat partenogeneettisesti pääasiassa triploidisille jälkeläisille. Tämä on ensimmäinen osoitus geneettinen fakultatiivisen partenogeneesin perusta eläimessä sekä sen induktio geneettinen engineering.
***
Lähteet:
- Sperling AL, et ai 2023. geneettinen perusta fakultatiiviselle partenogeneesille Drosophilassa. Current Biology Julkaistu: 28. heinäkuuta 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- Cambridgen yliopisto 2023. Uutiset – Tutkijat löytävät neitseellisen syntymän salaisuuden ja ottavat käyttöön naaraskärpästen kyvyn. Saatavilla https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Käytetty 2023.
***
