Shkencëtarët kanë ndërmarrë një hap të madh në zbardhjen e misterit të fenomenit të lindjes së virgjër

Në fillimin historik, shkencëtarët kanë përdorur modifikimin e gjeneve për të nxitur lindjen e virgjër te mizat e frutave, një hap i madh në zbulimin e mistereve të fenomenit intrigues të njohur si partenogjeneza.

Lindjet e virgjëra nuk ndodhin natyrshëm në llojin e mizave të frutave të përfshira në hulumtim, tha bashkëautori i studimit Alexis Sperling, një biolog zhvillimi në Universitetin e Kembrixhit në Mbretërinë e Bashkuar.

Megjithatë, Sperling dhe ekipi i saj ishin në gjendje të përdornin mutacione gjenesh për të prodhuar breza të mizave femra frutash të afta të riprodhoheshin plotësisht vetë – pa ndërvepruar me mizat mashkullore, sipas një studimi të botuar më 28 korrik në revistën Current Biology.

Ndërsa lindjet e virgjëra ndodhin natyrshëm në shumë lloje të kafshëve dhe janë shkaktuar në të tjera – duke përfshirë minjtë – duke manipuluar qelizat, ky studim shënoi herën e parë që shkencëtarët izoluan gjene specifike për ta bërë partenogjenezën një tipar të qëndrueshëm dhe të trashëgueshëm në një organizëm që ndryshe nuk është i aftë për këtë lloj. të riprodhimit.

Edhe pse kjo mund të duket si një fantashkencë, kini parasysh: nuk është pararojë e lindjeve të virgjëra te njerëzit. Ka “arsye të shumta që parandalojnë (partenogjenezën) tek gjitarët. … “Ne kemi nevojë për diversitetin gjenetik,” tha Sperling.

Por puna shënon një përparim kyç në të kuptuarit e riprodhimit në të gjithë mbretërinë e kafshëve. Dhe njohuritë mund të japin dividentë të pallogaritshëm në një gamë të gjerë përpjekjesh kërkimore.

“Unë mendoj se “ne duhet të kuptojmë aspektet themelore të botës në të cilën jetojmë. Dhe ndonjëherë ne nuk do t’i dimë aplikimet e ardhshme,” tha Sperling. “Ne filluam të kuptojmë se si ndodh riprodhimi seksual pa e ditur se do të ishim në gjendje të bënim IVF (fertilizimin in vitro) në të ardhmen.”

Partenogjeneza është vërejtur natyrshëm në një sërë llojesh të ndryshme kafshësh, duke përfshirë gjarpërinjtë, zogjtë, hardhucat, breshkat, peshkaqenë dhe krokodilët.

Disa lloje të mizave të frutave dihet se janë të afta për partenogjenezë, ndërsa të tjerët jo. Dhe këtu filluan Sperling dhe kolegët e saj: Ata renditën gjenomet e dy llojeve të Drosophila mercatorum – një që riprodhohet vetëm seksualisht dhe një tjetër që dihet se është e aftë për partenogjenezë.

Hulumtuesit më pas ishin në gjendje t’i krahasonin të dy dhe të kufizonin gjenet specifike që mund t’u kishin dhënë atyre aftësi partenogjene.

“Ne e kishim atë listë, dhe më pas kalova nëpër listë dhe zgjodha në thelb se çfarë mendoja se mund të ishte (gjenet që nxisin partenogjenezën),” tha Sperling.

Pastaj ekipi i saj iu drejtua një specie tjetër mizash frutash – Drosophila melanogaster – e cila nuk është treguar kurrë të riprodhohet përmes partenogjenezës. Dhe pas provave dhe gabimeve, studiuesit ishin në gjendje të bashkonin gjenet e duhura për të shkaktuar partenogjenezën për rreth 11% të mizave femra Drosophila melanogaster në eksperiment. Dhe disa nga pasardhësit e tyre ishin gjithashtu të aftë për praktikë.

Studiuesit përdorën mizat e frutave sepse ato konsiderohen “organizma model”, që do të thotë se mizat janë ndër një listë të organizmave që shkencëtarët kanë studiuar gjatë në thellësi për të fituar një kuptim më të mirë themelor të biologjisë. Jetëgjatësia e shkurtër e mizave prej rreth 80 ditësh e ka bërë të lehtë vëzhgimin e ndryshimeve përgjatë brezave relativisht shpejt. Dhe kërkimet e mëparshme mbi mizat e frutave janë aq të gjera sa është e mundur të porositen mutacione gjenetike për disa miza në internet.

“Ka kaq shumë mjete,” tha Sperling, “dhe mjetet janë lehtësisht, me çmim të ulët në dispozicion për të gjithë studiuesit” kur bëhet fjalë për mizat e frutave.

Studiuesit vunë në dukje se vetëm për shkak se ata ishin në gjendje të nxisnin partenogjenezën në mizat e frutave nuk do të thotë domosdoshmërisht se fenomeni mund të përsëritet lehtësisht në speciet e tjera të kafshëve.

“Ne nuk kemi testuar çdo gjen të vetëm ose çdo kombinim të vetëm të gjeneve,” tha Sperling. “Pra, ka gjëra të ndryshme në lidhje me partenogjenezën që mund të përfshijnë gjene të tjera që ne nuk po i shikonim.”

Por ky studim ofron një hartë rrugore se si mund të shkaktohet një ditë partenogjeneza te kafshët e tjera.

“Kjo është ajo ku ju duhet ta bëni atë dhe të shihni nëse funksionon,” tha ajo.

Sperling shtoi se hulumtimi mund të ndihmojë potencialisht në adresimin e disa dëmtuesve të kulturave që përdorin partenogjenezën për t’u riprodhuar kur bashkëshortët meshkuj nuk janë të disponueshëm, duke i lejuar ata të shumohen në grupe dhe të mbipopullohen.

Pesticidet ndaluan aftësitë riprodhuese të meshkujve në një specie mole në Mbretërinë e Bashkuar, për shembull, dhe femrat ishin në gjendje të fillonin të përdornin lindjen e virgjër për të rritur numrin e tyre në mënyrë eksponenciale.

Është e qartë se pesticidet nuk kanë qenë plotësisht efektive. Dhe Sperling tha se shpreson se puna e ekipit të saj mund të ndihmojë në informimin se si të zhvillohen metoda më të mira për frenimin e popullatave të dëmtuesve.

“A ka lloje të tjera mekanizmash bllokues të riprodhimit seksual për kontrollin e dëmtuesve atje?” ajo tha. “Këto me të vërtetë duhet të shikohen.”

Dr. Warren Booth, një studiues në Institutin Politeknik të Virxhinias dhe Universitetin Shtetëror, i cili kohët e fundit botoi një studim mbi lindjen e parë të virgjër të regjistruar në krokodilë, tha se kërkimi nga Sperling dhe ekipi i saj nxiti menjëherë interesin e tij – dhe ai nuk beson se duhet të çojnë në aplikime të menjëhershme të botës reale që të jenë emocionuese. Booth nuk ishte i përfshirë në studimin e ri.

“Shumë nga ato që bëjmë duhet të jenë sepse ne po avancojmë të kuptuarit tonë bazë të biologjisë,” tha Booth.

“Unë mendoj se është thjesht një letër e shkëlqyer,” shtoi ai, duke vënë në dukje se konfirmon atë që puna e tij mbi partenogjenezën ka sugjeruar prej kohësh – se është një tipar gjenetik dhe i trashëgueshëm.

“Dhjetë vjet më parë, ne nuk mendonim se do të ishim në gjendje të renditnim një gjenom për 1000 dollarë, dhe tani mundemi,” tha Booth. “Pra, teknologjia po ndryshon në mënyrë dramatike. Dhe mendoj se nuk mund të themi kurrë. Nuk do të më shokonte nëse në një periudhë shumë të shkurtër kohore, mund të kishte (një revolucion të ngjashëm me) modifikimin e gjeneve.”