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首次通过基因工程改造雌性动物“处女分娩”

2023-07-31 20:22 作者:消失的light  | 我要投稿

科学家改变了雌性果蝇的基因组,使它们能够在没有雄性果蝇任何帮助的情况下繁殖。

来自果蝇果蝇的巨大染色体,经过生物工程改造可以无性繁殖。

科学家们首次利用基因工程在通常需要雄性伴侣才能繁殖的雌性动物中引发“处女分娩” 1。 此前,科学家们已经在没有父本基因输入的情况下培育出幼鼠2和青蛙3 。但这些后代是通过在实验室培养皿中修改卵细胞而产生的,而不是通过赋予雌性动物处女生育的能力(也称为单性生殖)。 英国剑桥大学发育生物学家、研究合著者亚历克西斯·斯珀林 (Alexis Sperling) 表示,早期研究确定了孤雌生殖的候选基因。但她说,她的团队不仅查明了这些基因,还通过在另一个物种中激活它们来证实它们的功能。 不需要男性

在哺乳动物中,当雄性的精子使雌性的卵子受精时,就会产生后代。但许多昆虫和蜥蜴以及其他动物也进化出了单性生殖,作为性行为的替代方式,这种方式不需要雄性的遗传贡献。

雌性果蝇无需雄性的输入即可繁殖。 为了确定孤雌生殖背后的基因,斯珀林和她的同事对两种果蝇品系的基因组进行了测序

一种是有性繁殖的,另一种是通过孤雌生殖进行繁殖的。然后,研究人员将能够单性生殖的果蝇卵中的基因活性与只能有性生殖的果蝇卵中的基因活性进行比较,以识别在一个过程中起作用的基因,而不是在另一个过程中起作用的基因。 通过比较,作者确定了 44 个可能参与孤雌生殖的基因。

研究人员改变了果蝇果蝇

中的等效基因,这种果蝇通常不能无性繁殖。 在改变了各种基因组合后,科学家们找到了一种组合,可以在大约 11% 的雌性果蝇中诱导孤雌生殖。这些基因工程果蝇的一些后​​代也能够进行孤雌生殖。 尽管孤雌果蝇仅从其母亲那里获得基因,但它们并不总是其父母的克隆体。有些具有三套染色体,而通过单性生殖产生的母亲产下的卵通常只有两套。 比性更简单

“孤雌生殖是最有效的繁殖方式。在动物中,发生性行为非常复杂,”瑞士洛桑大学的进化生物学家 Tanja Schwander 说道,他研究了竹节虫的孤雌生殖。她说,研究孤雌生殖有助于生物学家了解与有性生殖相关的好处和权衡。 台北国立台湾大学的进化生物学家丁秋娣说,这项新工作还可以帮助生物学家了解孤雌生殖本身的进化。她希望确定其他种类的苍蝇是否具有与

D. Mercatorum

相似的孤雌生殖基因;这可以帮助她拼凑出行为是如何演变的。 斯珀林指出,一些农业害虫利用孤雌生殖来快速繁殖,从而增强了它们损害农作物的能力。例如,在英国,由于广泛使用破坏雄蛾繁殖的杀虫剂,一种蛾类转向孤雌生殖。斯珀林说,现在飞蛾已成为主要害虫。她希望研究哪些政策和害虫管理策略可以引发害虫依赖单性生殖——这些知识可以帮助控制害虫。

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