华侨网 科技教育 没爹也生娃:基因改造首次实现孤雌生殖

没爹也生娃:基因改造首次实现孤雌生殖

在7月28日发表于《当代生物学》的一项研究中,科学家首次利用基因工程技术,让通常需要雄性伴侣才能繁殖的雌性动物实现了“处女生育”。

在哺乳动物中,雄性精子与雌性卵子结合才会产生后代。但研究人员发现,在自然界中,部分昆虫、蜥蜴和鸟类繁殖并不需要雄性的参与,其后代可以从单独的卵子发育而来。这一过程被称为孤雌生殖。

此前,科学家在没有父本基因输入的情况下培育出了小鼠和蛙。但这是在实验室培养皿中通过修补卵细胞产生的后代,而不是通过赋予雌性动物孤雌生殖功能实现的。

这篇研究论文的合著者、英国剑桥大学发育生物学家Alexis Sperling说,早期研究已经确定了孤雌生殖的候选基因。而她和团队不仅精确定位了这些基因,还通过在另一个物种中激活它们证实了其功能。

为了确定孤雌生殖的基因,Sperling和同事对两种果蝇的基因组进行了测序,其中一种是有性生殖果蝇,另一种是孤雌生殖果蝇。

然后,研究人员将孤雌生殖果蝇卵细胞与只能有性生殖的果蝇卵细胞的基因活性进行了比较,进而确定了44个可能参与孤雌生殖的基因。接着,研究人员尝试改变了通常不能孤雌生殖的黑腹果蝇的等效基因。

在尝试了各种基因组合后,研究团队发现了一种可诱导约11%雌性果蝇进行孤雌生殖的基因组合。而且这些经过基因工程改变的果蝇的一部分后代也能进行孤雌生殖。

孤雌生殖诞生的果蝇只从它们的母亲那里获得基因,但它们并不总是父母的克隆体。尽管孤雌生殖的卵子通常只有两套染色体,但有些后代也会有三套染色体。

Sperling指出,一些农业害虫能够通过孤雌生殖快速繁殖,这加剧了它们对农作物的破坏能力。例如,在英国,由于广泛使用杀虫剂破坏了雄蛾的繁殖能力,导致一种雌蛾从有性生殖转向孤雌生殖。现在飞蛾已经成为一种主要害虫。因此,她希望研究哪些害虫防治策略会促使害虫依赖孤雌生殖,这将有助于控制害虫。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006

(原标题为《没爹也生娃 基因改造首次实现孤雌生殖》)

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