Dans une percée scientifique sans précédent, des chercheurs de l’Université de Cambridge ont révélé le tout premier cas de naissance vierge génétiquement modifiée, également connue sous le nom de parthénogenèse, dans un organisme qui se reproduit généralement sexuellement.
L’étude a porté sur la mouche des fruits Drosophila melanogaster. Les chercheurs ont démontré que la capacité induite de parthénogenèse peut être transmise aux générations suivantes de mouches femelles.
La plupart des animaux dépendent de la reproduction sexuée, un processus qui implique la fécondation de l’ovule d’une femelle par le sperme d’un mâle. En revanche, la parthénogenèse permet à un ovule d’évoluer en embryon sans avoir besoin de sperme. Cela élimine efficacement la nécessité des mâles dans l’équation de la reproduction.
Ingénierie génétique
Le Dr Alexis Sperling, chercheur à l’Université de Cambridge et premier auteur de l’article, a expliqué cette percée : « Nous sommes les premiers à montrer que vous pouvez concevoir des naissances vierges chez un animal – c’était très excitant de voir une mouche vierge produit un embryon capable de se développer jusqu’à l’âge adulte, puis répète le processus.
« Dans nos mouches génétiquement manipulées, les femelles ont attendu de trouver un mâle pendant la moitié de leur vie – environ 40 jours – mais ont ensuite abandonné et ont eu une naissance vierge. »
La recherche, publiée dans la revue Biologie actuelle, met en évidence comment seulement un à deux pour cent des mouches femelles de deuxième génération capables de parthénogenèse ont réussi à produire une progéniture. Cela ne s’est produit qu’en l’absence de mâles. Si des mouches mâles étaient présentes, les femelles avaient recours à la reproduction sexuée conventionnelle.
Cette capacité à passer à la parthénogenèse pourrait agir comme une tactique de survie stratégique. Par exemple, une génération solitaire de naissances vierges pourrait potentiellement maintenir l’espèce en vie et s’épanouir.
Conduite de l’étude sur la naissance vierge
Pour enquêter, l’équipe de recherche a d’abord séquencé les génomes de deux souches de Drosophila mercatorum, une espèce distincte de mouche des fruits. Une souche était dépendante des mâles pour la reproduction, tandis que l’autre utilisait exclusivement la parthénogenèse.
Grâce à ce processus, les chercheurs ont pu identifier les gènes qui ont été activés ou désactivés lors de la reproduction sans père.
Armée de la connaissance des gènes potentiels de naissance vierge chez Drosophila mercatorum, l’équipe a manipulé ce qu’elle croyait être des gènes correspondants chez Drosophila melanogaster. L’expérience a été couronnée de succès – Drosophila melanogaster a acquis la capacité de se reproduire par parthénogenèse.
Cette recherche monumentale a duré six ans et a impliqué plus de 220 000 mouches des fruits vierges. L’un des principaux facteurs ayant contribué à cette découverte a été le choix des chercheurs d’utiliser Drosophila melanogaster. Cette espèce de mouche des fruits est un organisme modèle dans la recherche génétique depuis plus d’un siècle en raison de ses gènes bien connus.
Naissance vierge parmi les insectes
La Dre Sperling, qui a mené cette recherche au Département de génétique, est maintenant passée au Cambridge Crop Science Centre, où elle se concentrera sur les ravageurs des cultures. Elle vise à approfondir la fréquence croissante des naissances vierges chez les insectes, en particulier chez les espèces nuisibles.
« S’il y a une pression de sélection continue pour les naissances vierges chez les insectes nuisibles, ce qui semble être le cas, cela finira par les amener à se reproduire uniquement de cette manière. Cela pourrait devenir un véritable problème pour l’agriculture car les femelles ne produisent que des femelles, donc leur capacité à se propager double », a déclaré le Dr Sperling.
Alors que la naissance vierge est un phénomène naturel chez certains animaux pondeurs, tels que les oiseaux, les lézards et les serpents, elle est relativement rare chez les animaux qui se reproduisent généralement sexuellement. Les animaux de zoo, en particulier les femelles isolées pendant de longues périodes avec peu d’espoir de trouver un compagnon, présentent souvent une parthénogenèse.
Cette recherche redéfinit non seulement les limites de notre compréhension de la reproduction, mais soulève également des questions intrigantes sur les conséquences potentielles d’une telle manipulation génétique à l’avenir.
En savoir plus sur la naissance vierge
La parthénogenèse, communément appelée «naissance vierge», est une forme de reproduction asexuée où la croissance et le développement des embryons se produisent sans fécondation. Le terme vient du grec « parthenos », qui signifie « vierge », et « genèse », qui signifie « origine ».
Alors que la parthénogenèse est assez rare chez les mammifères, certains groupes d’animaux la présentent plus fréquemment. Ceux-ci comprennent les insectes, les poissons, les amphibiens, les reptiles et les oiseaux.
La progéniture produite par cette méthode est généralement femelle et génétiquement similaire à la mère, mais ce ne sont pas des clones exacts. En effet, le matériel génétique provient entièrement de la mère, sans aucune contribution d’un mâle.
Types de parthénogenèse
Il existe plusieurs types de parthénogenèse. Dans «l’automixie», les ovules subissent une sorte d’autofécondation. Ici, la méiose, le processus qui réduit de moitié le nombre de chromosomes dans l’ovule, est suivie d’une duplication ou d’une fusion du matériel génétique, qui restaure le complément complet des chromosomes.
Dans «l’apomixie», d’autre part, l’ovule ne subit pas de méiose, ce qui signifie que la progéniture a la même constitution génétique que la mère.
Stratégie de survie
Le bénéfice biologique de la parthénogenèse est principalement lié à la survie. Si les femelles d’une population sont incapables de trouver des mâles avec qui s’accoupler, la parthénogenèse permet la continuation de l’espèce. Cela peut se produire dans des environnements à faible densité de population ou dans des situations où l’isolement affecte les femelles.
Cependant, la reproduction sexuée offre toujours l’avantage de la diversité génétique, qui est essentielle à la survie et à l’adaptabilité à long terme d’une espèce.
Nouveau champ de possibilités
La découverte de la capacité d’induire artificiellement la parthénogenèse, comme dans le cas des mouches des fruits mentionnées précédemment, ouvre un nouveau champ de possibilités pour la recherche scientifique.
Par exemple, comprendre la génétique derrière la parthénogenèse pourrait conduire à des progrès dans les traitements de fertilité. Mais cela pose également d’importantes considérations éthiques et écologiques, étant donné les conséquences potentielles d’une telle manipulation de la reproduction.
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