Av Philip Cohen

I det närmaste en mänsklig jungfrufödsel som den moderna vetenskapen någonsin har registrerat beskrev brittiska genetiker i förra veckan det anmärkningsvärda fallet med en ung pojke vars kropp delvis härstammar från ett obefruktat ägg. Upptäckten har gett en sällsynt inblick i kontrollen av människans utveckling och i de evolutionära förändringar som gjorde sex nödvändigt för däggdjurens reproduktion.

Parthenogenes – utveckling av en obefruktad kvinnlig könscell utan något manligt bidrag – är ett normalt sätt att leva för vissa växter, insekter och till och med ödlor. Ibland börjar ett obefruktat däggdjursägg att dela sig, men denna tillväxt kommer vanligtvis inte långt. Det självaktiverade “embryot” kommer att skapa rudimentära ben och nerver, men det finns vissa vävnader, t.ex. skelettmuskulatur, som det inte kan bilda, vilket förhindrar vidare utveckling. Istället blir det en typ av godartad tumör som kallas för ett äggstocksteratom.

Varför däggdjuren skulle ha utvecklat dessa blockeringar av parthenogenesen är starkt omdiskuterat (se “Why genes have a gender”, New Scientist, 22 maj 1993), men blockeringarna innebär att kön är nödvändigt för däggdjurs fortplantning och utveckling.

Nu har David Bonthron och hans kollegor vid Edinburghs universitet visat att detta bara är delvis sant. I månadens nummer av Nature Genetics (vol 11, s 164) beskriver de fallet med en treårig pojke som de kallar FD, som har lätta inlärningssvårigheter och asymmetriska ansiktsdrag, men som i övrigt verkar frisk.

Genetikerna insåg först att FD var ovanlig när de tittade på hans vita blodkroppar. Eftersom FD är en pojke borde alla hans celler ha en Y-kromosom, som innehåller genen för “manlighet”. Men hans celler innehåller två X-kromosomer, den kromosomala signaturen för en kvinna.

Enstaka gånger har kromosomala kvinnor en X-kromosom som bär en bit av Y-kromosomen som innehåller genen för “manlighet”. Bonthron och hans kollegor antog först att FD var ett exempel på detta syndrom. Men även när de använde extremt känslig DNA-teknik kunde de inte upptäcka något Y-kromosomalt material i FD:s vita blodkroppar.

Den verkliga överraskningen kom när forskarna upptäckte att pojkens hud är genetiskt annorlunda än hans blod, där huden innehåller de normala X- och Y-kromosomerna hos en typisk man. Denna ledtråd fick dem att titta närmare på FD:s X-kromosomer. Hos en normal kvinna innehåller varje cell två olika X-kromosomer, en från fadern och en från modern.

Forskarna undersökte DNA-sekvenser längs hela X-kromosomerna i FD:s hud och blod och upptäckte att X-kromosomerna i alla hans celler var identiska med varandra och härstammade helt och hållet från hans mor. På samma sätt var båda medlemmarna av vart och ett av de 22 andra kromosomparen i hans blod identiska och härstammade helt och hållet från modern.

Vad kan förklara denna ovanliga blandning av genetik hos en person? Forskarna tror att FD:s utveckling började när ett obefruktat ägg aktiverade sig självt och började dela sig. En spermiecell befruktade sedan en av cellerna och cellblandningen började utvecklas som ett normalt embryo. Denna fusion med en spermie måste ha skett mycket tidigt, eftersom självaktiverade ägg snabbt förlorar förmågan att bli befruktade. Vid någon tidpunkt måste de obefruktade cellerna ha duplicerat sitt DNA, vilket ökade deras kromosomantal till 46 igen. När de obefruktade cellerna stötte på ett utvecklingsblock tror forskarna att de befruktade cellerna kompenserade och fyllde ut vävnaden.

Forskarna menar att FD:s fall visar att oavsett vilka blockeringar som finns för en lyckad parthenogenes hos människan, så är obefruktade celler uppenbarligen inte alltid handikappade. Till exempel kunde dessa celler skapa ett till synes normalt blodsystem för FD.

FD:s fall passar också in i forskningen på möss, där forskare har kunnat skapa delvis parthenogenetiska djur genom in vitro-befruktning. Azim Surani, genetiker vid University of Cambridge, säger att hans experiment också har identifierat huden som en vävnad där parthenogenetiska celler vanligtvis utesluts, förmodligen för att de har svårt att utvecklas. Han säger att dessa likheter tyder på att hindren för utveckling utan en far sattes upp tidigt i däggdjurens evolution.

Experiment med möss har också visat att parthenogenetiska celler växer långsammare än normala celler och att de två kan samexistera i samma vävnad. Andelen parthenogenetiska celler i en viss vävnadstyp kan också variera i hela kroppen. Forskarna tror att detta kan förklara varför FD:s ansikte är något asymmetriskt, med mindre drag på vänster sida. Bonthron påpekar att en av några hundra personer har en lätt asymmetri, och det är möjligt att en del av dessa personer också kan vara delvis parthenogenetiska.

Bonthron anser dock att liknande fall är otroligt sällsynta. Många olika typer av störningar i den tidiga utvecklingen kan orsaka kroppsasymmetri, och FD:s anmärkningsvärda genetik berodde på en mycket ovanlig kombination av omständigheter som inträffade inom ett mycket kort tidsfönster. “Jag förväntar mig inte att vi någonsin kommer att få se en ny”, säger Bonthron. (se diagram)