Naučnici su prvi put genetskim inženjerstvom izazvati tzv. devičansko ili bezgrešno začeće kod životinja koje se, inače, razmnožavaju polnim putem.
U studiji, objavljenoj u časopisu Current Biology, vodeća autorka studije, razvojna biološlinja Aleksis L. Sperling i saradnici na Univertitetu Kembridž promeniti gene vinske mušice na tako da su ženke koje se razmnožavaju polno dobile potomstvo bez doprinosa mužjaka. Istraživači su ranije stvorii potomstvo miševa i žaba bez genetskog doprinosa muških roditelja, no to je bilo ostvareno manipulisanjem jajnim ćelijama u laboratoriji, a ne osposobljavanjem ženki za devičansku reprodukciju koja je poznata kao partenogeneza.Šta je partenogeneza? Partenogeneza je oblik bespolne reprodukcije u kojoj se razvoj embriona odvija bez oplodnje. Ona je alternativa seksualnoj reprodukciji i ne zahteva genetski doprinos mužjaka. Mnoge vrste insekata i gmizavaca, a i druge životinje, razvile su sposobnost partenogeneze kao alternativu seksu.
Sperling kaže da su ranija istraživanja identifikovala kandidate za gene partenogeneze.No, njen tim samo da ih identifikovao, već ih je aktivirao u drugoj vrsti koja se, inače, polno razmnožava. „Mi smo prvi uspeli pokazati da je genskim inženjerstvom moguće ostvariti devičanska rođenja kod životinja – bilo je vrlo uzbudljivo videti mušicu devicu kako stvara embrion sposoban za razvoj u odraslu jedinku i zatim ponoviti taj proces”, izjavila je britanska naučnuca.
U novoj studiji, sprovođenoj šest godina na 220.000 jedinki, istraživači su kod mušica Drosophila melanogaster koje imaju sposobnost za tzv. fakultativnu partenogenezu – mogućnost prebacivanja sa polnog u bespolno razmnožavanje – identifikovali ključne gene koji deluju kao prekidači. Da bi ih identifikovali, sekvencirali su genome dva soja mušice – jednog koji se razmnožava seksualno i drugog koji ima sposobnost fakultativne partenogeneze.Šta je fakultativna partenogeneza?
U slučaju fakultativne partenogeneze, organizam ima sposobnost razmnožavanja i seksualnim i aseksualnim putem, zavisno od uslova u okolini i drugim činilaca. Ako su uslovi povoljni i resursi koji podržavaju normalnu reprodukciju dostupni, organizam će verovatno odabrati seksualno razmnožavanje.Međutim, ukoliko su okolnosti nepovoljne, primerice manjka partner za seksualno razmnožavanje ili su uslovi u okolini nepovoljni, organizam može koristiti fakultativnu partenogenezu da bi stvorio potomstvo bez partnera. To životinjama omogućuje da održe populaciju i osiguraju preživljavanje vrste u teškim uslovima.Fakultativnu partenogenezu upražnjavaju neki insekti, pauci, vodozemci, gmizavci i drugi organizmi.
U sledećem koraku istraživači su uporedili aktivnosti gena u jajašcima mušica sposobnih za partenogenezu sa onima u jajašcima mušica sposobnih isključivo za seksualnu reprodukciju da bi identifikovali gene koji deluju tokom jednog procesa, ali ne i drugog. Poređenje je omogućilo da prepoznaju 44 gena koji su potencijalno uključeni u partenogenezu.
Potom su promenili ekvivalentne gene u vinskoj mušici Drosophila melanogaster, koja se obično ne može reprodukovati aseksualno. Nakon što su isprobali razne kombinacije gena, konačno su pogoditi onu koja je izazvala partenogenezu kod oko 11% ženskih vinskih mušica. Neki od potomaka ovih genetski modifikovanih mušica su, takođe, bili sposobni za oba načina reprodukcije i polnu i partenogenezu, što znači da su nasledili veštački stvorenu sposobnost.
Iako partenogene mušice dobijaju gene samo od majki, one nisu uvek klonovi svojih roditelja. Neke u studiji imale su tri skupa hromozoma, dok jaja koja polažu majke što se razmnožavaju partenogenezom obično imaju samo dva. Naučnici su, isto tako, otkrili da genetski manipulisane ženke mušica obično čekaju oko 40 dana da pronađu mužjaka za reprodukciju pre nego što pokrenu devičansko rođenje.Sperling ističe da prelazak na devičanska rođenja može biti izuzetno koristan za vrstu i služiti kao reproduktivna rezerva za izolovane ženke.
No, istakla je da u tome postoji mogući negativni aspekt jer devičanska rođenja mogu smanjiti sposobnost vrste da se prilagodi pritiscima okoline budući da partenogeneza rezultira manjom genskom raznovrsnošću potomaka.Dodala je da bi mogla postojati još jedna nevolja, ali za ljude: „Ako se pritisak selekcije za devičanska rođenja nastavi kod insekata štetočina, što se čini verovatnim, to bi na kraju moglo dovesti do njihove reprodukcije isključivo na taj način. I postati ozbiljna nedaća za poljoprivredu jer ženke stvaraju samo ženke, pa bi se njihova sposobnost širenja udvostručila.”
Malo je verovatno da bi slično devičansko razmnožavanje moglo funkcionisati kod sisara, uključujući ljude, uprkos tome što je partenogeneza zabeležena kod brojnih drugih životinja poput guštera i pčela. Teškoća je u tome što je sisarima potreban i očinski i majčinski genom, dok je očinski nepotreban kod vrsta koje mogu proći kroz devičanska rođenja. „Sisari su bitno drugačiji i to kod njih nije prirodna pojava”, zaključila je Aleksis L. Sperling dodavši da je ovo istraživanje, ipak, pomoglo u razumevanju lepote života i drugačijeg načina reprodukcije.
(Indeks)
