Ученые раскрыли генетический секрет непорочного зачатия

 Ученые впервые определили генетическую причину непорочного зачатия, и после активации эта способность наследуется последующими поколениями самок.

Ученым удалось вызвать девственное рождение у животного, которое обычно размножается половым путем: плодовой мушки Drosophila melanogaster.

Однажды индуцированная у этой плодовой мушки, эта способность передается из поколения в поколение: потомство может размножаться либо половым путем, если поблизости есть самцы, либо путем непорочного зачатия, если таковых нет.

У большинства животных размножение половое, при этом яйцеклетка самки оплодотворяется спермой самца. Девственное рождение, или «партеногенез», — это процесс, при котором яйцеклетка превращается в эмбрион без оплодотворения спермой — самец не нужен.

Потомство от непорочного зачатия не является точным клоном своей матери, но генетически очень похоже и всегда женского пола.

«Мы первыми показали, что можно сконструировать девственное рождение у животного — было очень интересно наблюдать, как девственная муха производит эмбрион, способный развиваться до взрослой жизни, а затем повторяет этот процесс», — сказал доктор Алексис Сперлинг. исследователь из Кембриджского университета и первый автор статьи.

Она добавила: «У наших генетически модифицированных мух самки ждали, чтобы найти самца, половину своей жизни — около 40 дней — но затем сдались и начали девственное рождение».

В экспериментах только 1-2% мух-самок второго поколения, обладающих способностью к девственному зачатию, давали потомство, и это происходило только тогда, когда поблизости не было мух-самцов. Когда были доступны самцы, самки спаривались и размножались обычным образом.

Переход к девственному рождению может быть стратегией выживания: единственное поколение девственных рождений может помочь сохранить вид.

Чтобы добиться своих результатов, исследователи сначала секвенировали геномы двух штаммов другого вида плодовой мухи, называемого Drosophila mercatorum. Одному штамму для размножения нужны самцы, другой размножается только через девственное рождение. Они определили гены, которые включались или выключались, когда мухи размножались без отцов.

С генами-кандидатами на способность к девственному рождению, идентифицированными у Drosophila mercatorum, исследователи изменили то, что они считали соответствующими генами у модельной плодовой мушки Drosophila melanogaster. Это сработало: Drosophila melanogaster внезапно приобрела способность к девственному зачатию.

В исследовании приняли участие более 220 000 девственных плодовых мушек, и оно длилось шесть лет.

Ключом к открытию стал тот факт, что эта работа была проделана на Drosophila melanogaster — исследователи говорят, что это было бы невероятно сложно для любого другого животного. Эта муха была «модельным организмом» для исследований в области генетики более 100 лет, и ее гены очень хорошо изучены.

Сперлинг, который выполнял эту работу в Департаменте генетики, недавно перешел в Кембриджский центр растениеводства, чтобы работать над вредителями сельскохозяйственных культур, и надеется в конечном итоге выяснить, почему девственное зачатие у насекомых может становиться все более распространенным явлением, особенно у видов-вредителей.

«Если у насекомых-вредителей будет продолжаться давление отбора в отношении девственного рождения, которое, по-видимому, существует, это в конечном итоге приведет к тому, что они будут размножаться только таким образом. Это может стать настоящей проблемой для сельского хозяйства, потому что самки производят только самок, поэтому их способность к распространению удваивается», — сказал Сперлинг.

Самки некоторых яйцекладущих животных, в том числе птиц, ящериц и змей, могут переключаться естественным образом, чтобы рожать без самцов. Но девственное рождение у животных, которые обычно размножаются половым путем, редко, часто наблюдается только у животных в зоопарке, и обычно происходит, когда самка находится в изоляции в течение длительного времени и имеет мало надежды найти себе пару.

Источник