Генетики раскрыли секрет «непорочного зачатия» и «научили» этому способу плодовых мушек

Ученым из Кембриджского университета (Великобритания) впервые удалось с помощью редактирования генома искусственно активировать способность к партеногенезу (однополому или девственному размножению) у живого существа, в норме размножающегося половым путем. Генетически модифицированные самки фруктовых мух Drosophila melanogaster отныне не только могут при размножении обходиться без самцов, но и передали эту способность своим дочерям и внучкам. Статья исследователей опубликована в журнале Current Biology.

Партеногенез — форма размножения, при которой эмбрионы развиваются из женских половых клеток без предварительного процесса оплодотворения. Потомство в этом случае, хоть и не является точным клоном матери, но очень близко к ней в генетическом смысле, и всегда принадлежит к женскому полу. В природе самки некоторых яйцекладущих животных, включая птиц, ящериц и змей, способны переключиться на партеногенез в исключительной ситуации, когда самцов не хватает и речь идет о выживании вида, но это случается крайне редко.

Чтобы выяснить, какие именно гены отвечают за партеногенез, ученые сначала расшифровали геномы двух разновидностей плодовых мух, одной из которых для размножения обязательно нужны самцы, а другая размножается исключительно с помощью «непорочного зачатия». В результате было выделено три ключевых гена, которые включаются и выключаются, когда мухи размножаются без самцов.

Затем ученые прицельно отредактировали аналогичные гены у Drosophila melanogaster, внеся в них точечные изменения, благодаря которым эти гены начали вести себя точно так же, как у мух, размножающихся с помощью партеногенеза.

И это сработало: мухи Drosophila melanogaster внезапно тоже обрели способность размножаться без участия самцов. Правда, делают они это не слишком охотно — сначала примерно половину своей жизни (около 40 дней) они ждут встречи с самцом, и только потом сдаются и производят потомство без него. Если же поблизости есть самцы, самки размножаются обычным путем.

При этом аналогичное поведение было зарегистрировано у части дочерей и внучек генетически модифицированных мух, то есть они передали его по наследству. Всего ученым в течение занявших шесть лет экспериментов удалось получить свыше 220 тысяч плодовых мушек, способных к «непорочному зачатию».

Как отмечается в пресс-релизе университета, особый интерес исследователей к партеногенезу объясняется тем, что, как было замечено, насекомые-вредители в последние годы стали все чаще и чаще прибегать к девственному размножению из-за давящего на них естественного отбора в виде инсектицидов, активно применяемых человеком для защиты урожая. Может так случиться, что, в конце концов, вредители только так и будут размножаться, что станет настоящей проблемой для сельского хозяйства, потому что самки производят только самок, а значит скорость распространения вида удваивается.