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非孤雌生殖动物在基因工程后产生“处女”  

孤雌生殖是无性生殖,其中雄性的遗传贡献被省略。 卵子无需通过精子受精即可自行发育成后代。 这在自然界中的某些植物、昆虫、爬行动物等物种中可见到。在兼性孤雌生殖中,动物在困难的情况下从有性生殖转变为孤雌生殖。 非单性生殖物种有性繁殖,不会产生“处女生育”。 在最近报道的一项研究中,研究人员通过基因工程在黑腹果蝇(一种非孤雌物种)中实现了兼性孤雌生殖和“处女分娩”的诱导。 研究小组确定了相关基因,并首次证明了相关基因的表达如何影响动物兼性孤雌生殖的诱导。  

孤雌生殖是无性生殖的一种形式,不涉及 受精 卵子由精子产生。 胚胎由雌性自行形成(没有雄性的遗传贡献),发育成“处女分娩”。 孤雌生殖可以是专性的或兼性的。 在兼性孤雌生殖的情况下,动物在困难的情况下从有性生殖转变为孤雌生殖,而专性孤雌生殖是指通过孤雌生殖主要进行无性生殖的情况。  

没有精子受精的“处女分娩”听起来可能很奇怪,但这种省去雄性的繁殖形式在许多植物、昆虫、答复等物种中自然可见。非致病物种不会产生“处女分娩”,尽管它有在实验室的卵子中进行人工诱导,生出青蛙和老鼠的后代。 这些青蛙和小鼠的人工孤雌生殖实例并没有使雌性青蛙和小鼠适合自行生育,因为只有它们的卵被诱导进行受精。 胚胎发生 在实验室条件下。 现在,随着报告(28 日发布)的发布,这种情况发生了变化。th 2023 年 XNUMX 月)的非孤雌生殖动物在基因工程后进行“处女分娩”。 这是第一个有性生殖动物因基因操纵而转变为孤雌生殖的案例。   

本研究使用了两种果蝇。 果蝇品种具有有性生殖株和孤雌生殖株(兼性),用于鉴定参与孤雌生殖的基因,而果蝇是非孤雌物种,用于基因操作以产生孤雌生殖果蝇。  

研究小组对两种果蝇菌株的基因组进行了测序,并比较了两种菌株卵中的基因活性。 这导致鉴定出 44 个在孤雌生殖中具有潜在作用的候选基因。 接下来是测试操纵候选基因同源物是否会诱导果蝇的兼性孤雌生殖。 研究人员发现了一个多基因系统——黑腹果蝇(一种非孤雌生殖物种)的兼性孤雌生殖是由有丝分裂蛋白激酶 polo 表达增加和去饱和酶 Desat2 表达减少触发的,而去饱和酶 DesatXNUMX 的表达则因 Myc 表达增加而增强。 这些卵主要以孤雌生殖方式生长成三倍体后代。 这是首次证明动物兼性孤雌生殖的遗传基础及其通过 遗传 工程。  

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来源:  

  1. 斯珀林 AL, 2023.果蝇兼性孤雌生殖的遗传基础。 《当代生物学》出版日期:28 年 2023 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006  
  1. 剑桥大学 2023 年。新闻 - 科学家发现了处女生育的秘密,并开启了雌性果蝇的能力。 可用于 https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies 访问时间:2023 年 08 月 01 日。  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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