Het onderwerp van het onderzoek is niet de kakkerlak die ons naar de insectenspray doet rennen als we hem in ons huis aantreffen. De kever-mimic kakkerlak, Diploptera punctata, is veel kleiner en wordt niet beschouwd als een plaag rond menselijke habitats. Hij komt van nature voor op de Polynesische eilanden en houdt zich voornamelijk op in tropische bossen. Dit is de eerste studie in zijn soort die is uitgevoerd op dit specifieke insect.
De studie omvatte het extraheren van Ribonucleïnezuur of RNA — gevonden in de cellen van alle levende organismen — om een transcriptoom te ontwikkelen — de genuitlezing in een cel — om te onderzoeken wat er gebeurt tijdens de verschillende ontwikkelingsstadia van de kakkerlakzwangerschap en om te onderzoeken of deze veranderingen bredere toepassingen hebben voor andere zoogdieren. De vier stadia van de voortplantingscyclus omvatten paring maar niet zwanger; pre-lactatie zwangerschap; vroege lactatie zwangerschap en late lactatie zwangerschap, samen met een man-vrouw vergelijking die unieke tot expressie komende genen onthulde die corresponderen met elk stadium.
“Toen ik twee-en-een-half jaar geleden met dit project begon, hadden we misschien maximaal 80 gesequencete genen voor dit dier,” zegt Jennings. “Nu hebben we maar liefst 11.000 mogelijke genen gevonden. We zijn bezig met het toewijzen van functies, rollen en namen door sequenties te vergelijken met sequentie genomen, zoals die van de fruitvlieg, opgeslagen in de database van het National Center for Biotechnology Information.
“We staan op het punt een opwindende nieuwe bron te creëren om te onderzoeken hoe een moeder haar baby’s voedt voor de geboorte, een proces dat typisch geassocieerd wordt met zoogdieren,” zegt Jennings.
Jennings legt uit dat deze specifieke kakkerlak een soort melkachtige afscheiding genereert die eiwitten, koolhydraten en andere noodzakelijke voedingsstoffen levert voor de embryo’s – een proces dat vrij ongewoon is bij insecten, maar vergelijkbaar met de placenta’s van zwangere zoogdieren. De zwangerschap duurt 60-70 dagen, terwijl de zwangere kakkerlak uitgroeit en 15 zich ontwikkelende embryo’s vasthoudt. De baby’s worden wit geboren, totdat hun exoskelet verhardt en verandert in de bruine kleur van hun soort.
Jennings’ presentatie op 7 jan. zal zich concentreren op de genexpressie die optreedt tijdens dit proces en of er genen zijn die verantwoordelijk zijn voor het starten of stoppen van de procedure. De kakkerlakken hebben ten minste twee voortplantingscycli tijdens hun leven. Uiteindelijk zal onze volgende stap zijn om te kijken hoe de interactie tussen de moeder en de embryo’s kan worden beïnvloed, dus als de moeder wordt gestrest tijdens de zwangerschap – zoals wordt blootgesteld aan een toxine of wordt beroofd van middelen zoals voedsel en water – willen we zien hoe dat de ontwikkeling van de embryo’s kan beïnvloeden,” zegt Jennings.
“Dit zou het moeder-nakomelingenconflict worden genoemd, en een voorbeeld zou zijn hoe een zwangere mens en haar nakomelingen worden beïnvloed door zwangerschapsdiabetes,” legt Jennings uit. “Dit is eerder niet bestudeerd bij insecten die baby’s baren die tijdens de zwangerschap werden gevoed.”
Jennings voegt eraan toe dat de huisvesting en voeding van de insecten ook aanzienlijk minder duur is dan traditionele dierlijke onderzoeksmodellen zoals muizen, een besparing van honderden dollars vergeleken met de zorg voor slechts één muis.
“We hebben meer dan 1.000 kakkerlakken in een vrij kleine ruimte, een enorme populatie in vergelijking met wat je met muizen kunt houden,” zegt Jennings. “Het voedingsregime van de kakkerlakken is de kostprijs van een grote zak hondenvoer die jaren kan meegaan.”