Parthenogenese is ongeslagtelike voortplanting waarin genetiese bydrae van mans weggelaat word. Eiers ontwikkel op hul eie tot nageslag sonder om deur 'n sperm bevrug te word. Dit word in die natuur gesien in sommige spesies plante, insekte, reptiele, ens. In fakultatiewe partenogenese verander die dier van seksuele na partenogenetiese voortplanting onder moeilike situasies. Nie-partenogenetiese spesies plant seksueel voort en gee nie "maagdegeboortes" nie. In 'n studie wat onlangs aangemeld is, het navorsers induksie van fakultatiewe partenogenese en "maagdegeboortes" in Drosophila melanogaster ('n nie-parthenogenetiese spesie) bereik deur genetiese ingenieurswese. Die navorsingspan het betrokke gene geïdentifiseer en vir die eerste keer gedemonstreer hoe uitdrukkings van betrokke gene induksie van fakultatiewe partenogenese in 'n dier beïnvloed.
Parthenogenese is 'n vorm van ongeslagtelike voortplanting wat nie betrokke is nie bevrugting van 'n eiersel deur 'n sperm. Die embrio word deur die wyfie op haar eie gevorm (sonder genetiese bydrae van 'n man) wat ontwikkel om "maagdelike geboorte" te gee. Partenogenese kan óf verpligtend óf fakultatief wees. In die geval van fakultatiewe partenogenese, skakel die dier oor van seksuele na partenogenetiese voortplanting onder moeilike situasies terwyl verpligte partenogenese die situasie is wanneer voortplanting hoofsaaklik ongeslagtelik deur partenogenese is.
“Maagdegeboortes” sonder bevrugting deur sperm mag dalk vreemd klink, maar hierdie vorm van voortplanting waarin manlike geboortes afgesien word, word natuurlik gesien in baie spesies plante, insekte, antwoorde, ens. Nie-patogenetiese spesies gee nie “maagdegeboortes” alhoewel dit is kunsmatig in die eiers in die laboratorium geïnduseer om geboorte te gee aan padda en muis nageslag. Hierdie gevalle van kunsmatige partenogenese in padda en muise het nie wyfie padda en muise geskik gemaak om op hul eie maagdelike geboortes te gee nie, aangesien slegs hul eiers geïnduseer is om te ondergaan embriogenese in die laboratorium toestande. Dit het nou verander met die verslag (gepubliseer op 28th Julie 2023) van nie-partenogenetiese diere wat "maagdegeboortes" gee genetiese ingenieurswese. Dit is die eerste so 'n geval van seksueel voortplantende diere wat parthenogeneties word as gevolg van manipulasies in hul gene.
Twee spesies Drosophila is in hierdie studie gebruik. Drosophila mercatorum spesies, wat seksueel voortplantende stam en parthenogeneties voortplantende stam het (fakultatief), is gebruik om gene betrokke by parthenogenese te identifiseer terwyl Drosophila melanogaster wat 'n nie-parthenogenetiese spesie is vir geenmanipulasie gebruik is om te produseer partenogeneties vlieg.
Die navorsingspan het genome van twee stamme van Drosophila mercatorum opeenvolgende en geenaktiwiteit in eiers van die twee stamme vergelyk. Dit het gelei tot die identifikasie van 44 kandidaatgene met potensiële rolle in partenogenese. Volgende was om te toets of die manipulering van kandidaat geen homoloë fakultatiewe partenogenese in Drosophila melanogaster sou veroorsaak. Die navorsers het 'n poligeniese sisteem gevind - fakultatiewe partenogenese in Drosophila melanogaster ('n nie-parthenogenetiese spesie) is veroorsaak deur verhoogde uitdrukking van die mitotiese proteïenkinase polo en verminderde uitdrukking van 'n desaturase, Desat2 wat versterk is deur verhoogde uitdrukking van Myc. Die eiers het gegroei parthenogeneties hoofsaaklik aan triploïede nageslag. Dit is die eerste demonstrasie van genetiese basis van fakultatiewe partenogenese in 'n dier sowel as die induksie daarvan deur genetiese ingenieurswese.
***
Bronne:
- Sperling AL, et al 2023. Die genetiese basis vir fakultatiewe partenogenese in Drosophila. Huidige Biologie Gepubliseer: 28 Julie 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- Universiteit van Cambridge 2023. Nuus- Wetenskaplikes ontdek die geheim van maagdelike geboorte, en skakel die vermoë van vroulike vlieë aan. Beskikbaar by https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Toegang op 2023-08-01.
***
