Генетики включили партеногенез у дрозофил
Впервые учёные с помощью генной инженерии смогли запустить «непорочное зачатие» у самок животных, которым для размножения обычно требуется партнёр-самец.
Ранее учёные получали молодых мышей и лягушек без генетического вклада со стороны самца. Но это потомство было получено путём манипуляций с яйцеклетками в лаборатории, а не путём наделения самок способностью к девственному рождению, известной также как партеногенез.
По словам соавтора исследования Алексис Сперлинг, биолога развития из Кембриджского университета, более ранние исследования выявили гены-кандидаты на партеногенез. Но её команда, по её словам, не только точно определила такие гены, но и подтвердила их функцию, активировав их у другого вида.
У млекопитающих потомство появляется, когда сперматозоиды самца оплодотворяют яйцеклетки самки. Однако у многих видов насекомых, ящериц и других животных в качестве альтернативы половому процессу развился партеногенез, который не требует генетического участия самца.
Для выявления генов, лежащих в основе партеногенеза, Сперлинг и её коллеги секвенировали геномы двух штаммов мухи Drosophila mercatorum: одного, размножающегося половым путём, и другого, размножающегося путём партеногенеза. Затем исследователи сравнили активность генов в яйцах мух, способных к партеногенезу, с активностью генов в яйцах мух, способных только к половому размножению, чтобы выявить гены, работающие во время одного процесса, но не другого.
Сравнение позволило авторам выявить 44 гена, потенциально вовлечённых в партеногенез. Исследователи изменили эквивалентные гены у плодовой мушки Drosophila melanogaster, которая обычно не может размножаться бесполым путём.
Изменяя различные комбинации генов, учёные нашли сочетание, которое вызывало партеногенез примерно у 11% самок плодовых мушек. Некоторые из потомков этих генетически модифицированных мух также были способны к партеногенезу.
Хотя партеногенетические мухи получали гены только от своих матерей, они не всегда были клонами своих родителей. Некоторые из них имели три набора хромосом, в то время как яйца, отложенные матерями, размножающимися путём партеногенеза, обычно имеют только два набора.
«Партеногенез — наиболее эффективный способ размножения. У животных половой процесс очень сложен», — говорит Таня Швандер, эволюционный биолог из Лозаннского университета, изучавшая партеногенез у палочковидных насекомых. По её словам, изучение партеногенеза помогает биологам понять преимущества и компромиссы, связанные с половым размножением.
По словам Чау-Ти Тинг, эволюционного биолога из Национального университета Тайваня в Тайбэе, новая работа может также помочь биологам понять эволюцию партеногенеза как такового. Она надеется выяснить, есть ли у других видов мух гены партеногенеза, аналогичные тем, что имеются у D. mercatorum; это может помочь ей составить представление о том, как происходила эволюция этого поведения.
Сперлинг отмечает, что некоторые сельскохозяйственные вредители используют партеногенез для быстрого размножения, усиливая свою способность наносить ущерб урожаю. Например, в Великобритании один из видов моли обратился к партеногенезу из-за широкого применения пестицидов, которые нарушают размножение самцов моли. Теперь мотыльки стали крупным вредителем, говорит Сперлинг. Она надеется изучить, какая политика и стратегии борьбы с вредителями могут побудить их прибегнуть к партеногенезу — эти знания могут помочь держать вредителей в узде.
