Parthenogenese ist eine ungeschlechtliche Fortpflanzung, bei der auf den genetischen Beitrag des Mannes verzichtet wird. Eier entwickeln sich selbstständig zu Nachkommen, ohne dass sie von einem Spermium befruchtet werden. Dies kommt in der Natur bei einigen Pflanzen-, Insekten-, Reptilienarten usw. vor. Bei der fakultativen Parthenogenese wechselt das Tier in schwierigen Situationen von der sexuellen zur parthenogenetischen Fortpflanzung. Nichtparthenogenetische Arten vermehren sich sexuell und gebären keine „Jungfrauen“. In einer kürzlich veröffentlichten Studie erreichten Forscher die Induktion fakultativer Parthenogenese und „Jungfrauengeburten“ bei Drosophila melanogaster (einer nicht parthenogenetischen Art). genetisch Maschinenbau. Das Forschungsteam identifizierte beteiligte Gene und zeigte erstmals, wie die Expression beteiligter Gene die Induktion der fakultativen Parthenogenese bei einem Tier beeinflusst.
Die Parthenogenese ist eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, die nicht involviert ist Düngung einer Eizelle durch ein Spermium. Der Embryo wird vom Weibchen selbstständig gebildet (ohne genetisch Beitrag eines Mannes), der sich zu einer „jungfräulichen Geburt“ entwickelt. Parthenogenese kann entweder obligat oder fakultativ sein. Bei der fakultativen Parthenogenese wechselt das Tier in schwierigen Situationen von der sexuellen zur parthenogenetischen Fortpflanzung, während bei der obligaten Parthenogenese die Fortpflanzung hauptsächlich asexuell durch Parthenogenese erfolgt.
„Jungfräuliche Geburten“ ohne Befruchtung durch Spermien mögen seltsam klingen, aber diese Form der Fortpflanzung, bei der auf das Männchen verzichtet wird, kommt natürlicherweise bei vielen Pflanzen-, Insekten-, Reptilienarten usw. vor. Nicht pathogene Arten bringen jedoch keine „jungfräulichen Geburten“ hervor In den Eiern wurde im Labor künstlich erzeugt, dass Nachkommen von Fröschen und Mäusen zur Welt kommen. Diese Fälle künstlicher Parthenogenese bei Fröschen und Mäusen machten weibliche Frösche und Mäuse nicht dazu geeignet, allein Jungfrauen zur Welt zu bringen, da nur ihre Eier dazu veranlasst wurden Embryogenese unter Laborbedingungen. Dies hat sich nun mit dem Bericht (veröffentlicht am 28th Juli 2023) von nichtparthenogenetischen Tieren, die im Anschluss „jungfräuliche Geburten“ gebären genetisch Maschinenbau. Dies ist der erste Fall dieser Art, bei dem sich sexuell reproduzierende Tiere aufgrund von Manipulationen in ihren Genen parthenogenetisch entwickeln.
In dieser Studie wurden zwei Drosophila-Arten verwendet. Die Art Drosophila mercatorum, die einen sexuell reproduzierenden Stamm und einen parthenogenetisch reproduzierenden Stamm (fakultativ) aufweist, wurde zur Identifizierung von Genen verwendet, die an der Parthenogenese beteiligt sind, während Drosophila melanogaster, eine nicht parthenogenetische Art, zur Genmanipulation zur Produktion verwendet wurde parthenogenetisch Fliege.
Das Forschungsteam sequenzierte die Genome zweier Stämme von Drosophila mercatorum und verglich die Genaktivität in Eiern der beiden Stämme. Dies führte zur Identifizierung von 44 Kandidatengenen mit potenzieller Rolle bei der Parthenogenese. Als nächstes sollte getestet werden, ob die Manipulation von Kandidatengenhomologen die fakultative Parthenogenese bei Drosophila melanogaster induzieren würde. Die Forscher fanden ein polygenes System – die fakultative Parthenogenese bei Drosophila melanogaster (einer nicht parthenogenetischen Art) wurde durch eine erhöhte Expression der mitotischen Proteinkinase Polo und eine verringerte Expression einer Desaturase, Desat2, ausgelöst, die durch eine erhöhte Expression von Myc verstärkt wurde. Die Eier wuchsen parthenogenetisch hauptsächlich an triploide Nachkommen. Dies ist die erste Demonstration von genetisch Grundlage der fakultativen Parthenogenese bei einem Tier sowie deren Induktion durch genetisch Ingenieurwesen.
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Quellen:
- Sperling AL, et al 2023. Die genetisch Grundlage für die fakultative Parthenogenese bei Drosophila. Current Biology Veröffentlicht: 28. Juli 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- Universität Cambridge 2023. Nachrichten – Wissenschaftler entdecken das Geheimnis der Jungfrauengeburt und aktivieren die Fähigkeit bei weiblichen Fliegen. Verfügbar um https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies Zugriff am 2023.
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