Der Gegenstand der Forschung ist nicht die Schabe, die uns zum Insektenspray rennen lässt, wenn wir sie in unserer Wohnung finden. Die Käfer-Mimik-Schabe, Diploptera punctata, ist viel kleiner und wird in der Nähe menschlicher Lebensräume nicht als Schädling betrachtet. Sie ist auf den polynesischen Inseln heimisch und lebt hauptsächlich in tropischen Wäldern. Dies ist die erste Studie dieser Art, die an diesem speziellen Insekt durchgeführt wurde.
Im Rahmen der Studie wurde Ribonukleinsäure oder RNA – die in den Zellen aller lebenden Organismen vorkommt – extrahiert, um ein Transkriptom – die Genablesungen in einer Zelle – zu entwickeln, um zu untersuchen, was während der verschiedenen Entwicklungsstadien der Schabenschwangerschaft geschieht, und um zu erforschen, ob diese Veränderungen auf andere Säugetiere übertragbar sind. Die vier Stadien des Fortpflanzungszyklus umfassten die Paarung, aber keine Trächtigkeit, die Schwangerschaft vor der Laktation, die Schwangerschaft zu Beginn der Laktation und die Schwangerschaft in der späten Laktation, zusammen mit einem Vergleich zwischen Männchen und Weibchen, der für jedes Stadium einzigartige exprimierte Gene ergab.
„Als ich vor zweieinhalb Jahren mit diesem Projekt begann, hatten wir vielleicht maximal 80 sequenzierte Gene für dieses Tier“, sagt Jennings. „Jetzt haben wir bis zu 11.000 mögliche Gene gefunden. Wir sind dabei, Funktionen, Rollen und Namen zuzuordnen, indem wir die Sequenzen mit sequenzierten Genomen vergleichen, wie z. B. dem der Fruchtfliege, das in der Datenbank des National Center for Biotechnology Information gespeichert ist.
„Wir stehen kurz davor, eine aufregende neue Ressource zu schaffen, um zu untersuchen, wie eine Mutter ihre Babys vor der Geburt ernährt, ein Prozess, der normalerweise mit Säugetieren in Verbindung gebracht wird“, sagt Jennings.
Jennings erklärt, dass diese spezielle Schabe eine Art milchiges Sekret erzeugt, das Eiweiß, Kohlenhydrate und andere notwendige Nährstoffe für die Embryonen liefert – ein Vorgang, der bei Insekten eher ungewöhnlich, aber mit der Plazenta schwangerer Säugetiere vergleichbar ist. Die Schwangerschaft dauert zwischen 60 und 70 Tagen, während sich die trächtige Schabe ausdehnt und 15 sich entwickelnde Embryonen in sich trägt. Die Babys werden weiß geboren, bis sich ihr Exoskelett verhärtet und die braune Farbe ihrer Art annimmt.
Jennings‘ Vortrag am 7. Januar wird sich auf die Genexpression konzentrieren, die während dieses Prozesses stattfindet, und darauf, ob es Gene gibt, die für das Starten oder Stoppen des Vorgangs verantwortlich sind. Die Schaben haben mindestens zwei Fortpflanzungszyklen in ihrem Leben. Man geht davon aus, dass ihre Lebensdauer zwischen drei und sieben Monaten liegt.
„Letztendlich wird unser nächster Schritt darin bestehen, zu untersuchen, wie die Interaktion zwischen der Mutter und den Embryonen beeinflusst werden kann, d.h. wenn die Mutter während der Schwangerschaft gestresst ist – z.B. wenn sie einem Gift ausgesetzt ist oder ihr Ressourcen wie Nahrung und Wasser vorenthalten werden – wollen wir sehen, wie sich das auf die Entwicklung der Embryonen auswirken kann“, sagt Jennings.
„Das nennt man den Mutter-Nachwuchs-Konflikt, und ein Beispiel wäre, wie eine schwangere Frau und ihr Nachwuchs von Schwangerschaftsdiabetes betroffen sind“, erklärt Jennings. „
Jennings fügt hinzu, dass die Unterbringung und Fütterung der Insekten auch wesentlich kostengünstiger ist als bei herkömmlichen Tierversuchsmodellen wie Mäusen, was eine Ersparnis von Hunderten von Dollar im Vergleich zur Pflege einer einzigen Maus bedeutet.
„Wir haben über 1.000 Schaben auf relativ kleinem Raum, eine enorme Population im Vergleich zu Mäusen“, sagt Jennings. „Die Fütterung der Kakerlaken entspricht den Kosten für eine große Tüte Hundefutter, die jahrelang reichen kann.“