პართენოგენეზი არის ასექსუალური რეპროდუქცია, რომელშიც მამრობითი სქესის გენეტიკური წვლილი არ არის განაწილებული. კვერცხუჯრედები შთამომავლებად ყალიბდება დამოუკიდებლად, სპერმის მიერ განაყოფიერების გარეშე. ეს ბუნებაში გვხვდება მცენარეების ზოგიერთ სახეობაში, მწერებში, ქვეწარმავლებში და ა.შ. ფაკულტატური პართენოგენეზის დროს ცხოველი რთულ სიტუაციებში გადადის სექსუალურიდან პართენოგენეტურ რეპროდუქციაზე. არაპართენოგენეზური სახეობები მრავლდებიან სქესობრივად და არ იბადებიან "ქალწულობით". კვლევაში, რომელიც ახლახან გამოქვეყნდა, მკვლევარებმა მიაღწიეს ფაკულტატური პართენოგენეზის და „ქალწულობით დაბადებულების“ ინდუქციას Drosophila melanogaster-ში (არაპართენოგენეტიკური სახეობა) გენეტიკური საინჟინრო. მკვლევარმა ჯგუფმა დაადგინა ჩართული გენები და პირველად აჩვენა, თუ როგორ მოქმედებს ჩართული გენების გამოხატულება ცხოველებში ფაკულტატური პართენოგენეზის ინდუქციაზე.
პართენოგენეზი არის ასექსუალური გამრავლების ფორმა, რომელიც არ მოიცავს განაყოფიერება კვერცხუჯრედი სპერმის მიერ. ემბრიონს მდედრი თავისით აყალიბებს (გარეშე გენეტიკური მამრობითი წვლილი), რომელიც ვითარდება „ქალწულის შობით“. პართენოგენეზი შეიძლება იყოს სავალდებულო ან ფაკულტატური. ფაკულტატური პართენოგენეზის შემთხვევაში, ცხოველი რთულ სიტუაციებში გადადის სექსუალურიდან პართენოგენეტურ რეპროდუქციაზე, ხოლო ობლიგატური პართენოგენეზი არის სიტუაცია, როდესაც რეპროდუქცია ძირითადად ასექსუალურია პართენოგენეზის გზით.
შეიძლება უცნაურად ჟღერდეს „ქალწულის დაბადება“ სპერმატოზოიდით განაყოფიერების გარეშე, მაგრამ გამრავლების ეს ფორმა, რომელშიც მამრობითი სქესის გარეშეა გაცემული, ბუნებრივად გვხვდება მცენარეების ბევრ სახეობაში, მწერებში, პასუხებში და ა.შ. ხელოვნურად გამოიწვიეს კვერცხებში ლაბორატორიაში, რათა შეეძინათ ბაყაყი და თაგვის შთამომავლობა. ბაყაყებსა და თაგვებში ხელოვნური პართენოგენეზის ამ შემთხვევებმა მდედრი ბაყაყი და თაგვები არ გახადა შესაფერისი ქალწულისთვის დამოუკიდებლად, რადგან მხოლოდ მათი კვერცხუჯრედები იყო გამოწვეული. ემბრიოგენეზი ლაბორატორიულ პირობებში. ეს შეიცვალა ახლა მოხსენებით (გამოქვეყნდა 28th 2023 წლის ივლისი) არაპართენოგენეზური ცხოველების „ქალწულების მშობიარობის“ შემდეგ გენეტიკური საინჟინრო. ეს არის პირველი ასეთი შემთხვევა, როდესაც ცხოველთა სქესობრივი გამრავლება ხდება პართენოგენეტიკურად მათი გენების მანიპულაციების გამო.
ამ კვლევაში გამოყენებული იქნა დროზოფილას ორი სახეობა. Drosophila mercatorum სახეობა, რომელსაც აქვს სქესობრივი გამრავლების შტამი და პართენოგენეტიკური რეპროდუცირებადი შტამი (ფაკულტატური), გამოიყენებოდა პართენოგენეზში მონაწილე გენების იდენტიფიცირებისთვის, ხოლო Drosophila melanogaster, რომელიც არაპართენოგენეტიკური სახეობაა, გამოიყენებოდა გენის მანიპულაციისთვის. პართენოგენეტიკური ფრენა
მკვლევარმა ჯგუფმა მოახდინა Drosophila mercatorum-ის ორი შტამის გენომის თანმიმდევრობა და შეადარა გენის აქტივობა ორი შტამის კვერცხებში. ამან გამოიწვია 44 კანდიდატი გენის იდენტიფიცირება, რომლებსაც პოტენციური როლი აქვთ პართენოგენეზში. შემდეგი იყო იმის შემოწმება, გამოიწვევდა თუ არა კანდიდატი გენის ჰომოლოგების მანიპულირება Drosophila melanogaster-ის ფაკულტატურ პართენოგენეზს. მკვლევარებმა აღმოაჩინეს პოლიგენური სისტემა - ფაკულტატური პართენოგენეზი Drosophila melanogaster-ში (არაპართენოგენეტიკური სახეობა) გამოწვეული იყო მიტოზური პროტეინ კინაზა პოლოს ექსპრესიის გაზრდით და დესატურაზას, Desat2-ის ექსპრესიის შემცირებით, რაც გაძლიერდა Myc-ის გაზრდილი ექსპრესიით. კვერცხები გაიზარდა პართენოგენეტიკურად ძირითადად ტრიპლოიდური შთამომავლებისთვის. ეს არის პირველი დემონსტრირება გენეტიკური ცხოველებში ფაკულტატური პართენოგენეზის საფუძველი და მისი ინდუქცია გენეტიკური საინჟინრო.
***
წყაროები:
- სპერლინგი AL, et al 2023. გენეტიკური დროზოფილაში ფაკულტატური პართენოგენეზის საფუძველი. Current Biology გამოქვეყნებულია: 28 წლის 2023 ივლისი. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- კემბრიჯის უნივერსიტეტი 2023. სიახლეები- მეცნიერებმა ქალწულის მშობიარობის საიდუმლო აღმოაჩინეს და ბუზებში ჩართეს უნარი. ხელმისაწვდომია https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies წვდომა 2023-08-01.
***
