章魚，魷魚和墨魚並不總是遵循其DNA中規定的規則。一項新的研究表明，從規定的遺傳指示中流浪可能增加了頭足類動物的思維能力，但付出了代價。
一旦將基因從DNA複製到RNA，這些頭足類動物大量編輯基因的蛋白質製造方向，研究人員報告4月6日細胞。該研究涉及魷魚物種，兩種章魚種和一個墨魚種，所有小鞘腳類或無殼頭足類。每個都包含已編輯的80,000至130,000個RNA位點。這種高水平的編輯對比，與Nautilus的RNA中僅1,150個編輯位點，在Mollusk中的933位。
RNA編輯將RNA的信息攜帶亞基之一從核苷酸腺苷變為稱為肌苷。該替代可以改變細胞讀取遺傳指令以構建蛋白質的方式，將一種氨基酸交換為DNA指令未指定的另一種氨基酸。通常，這種對蛋白質的調整具有有害作用，並且進化逐漸消除了這些變化。在人類和其他哺乳動物的大腦中，不到1％的RNA編輯位點會改變蛋白質編碼的說明。
但是魷魚，章魚和墨西哥魚在大腦中編輯了約11％至13％的蛋白質建造RNA，計算生物學家Noa Liscovitch-brauer和Eli Eisenberg的以色列和同事都發現了。頭足類動物在其他組織中也編輯RNA，但不如大腦中的RNA。
一些基因包含多個可能的可編輯位點。章魚及其弟兄可以編輯所有網站，或編輯一些但沒有編輯其他網站。加起來所有編輯和未經編輯的組合可能會在細胞內產生數百至數千種不同版本的蛋白質。艾森伯格說：“它引入了巨大的複雜性和多樣性。”
研究人員發現，所有四個小卵形頭足類物種在443種蛋白質中共享1,146個編輯位點。確切地說，在同一位置編輯RNA的原因尚不清楚，但是這種共享是一個信號，即在這些地點進行編輯在頭足動物的進化中很重要。
開放式案件
研究人員檢查了蛋白質的編輯和未經編輯的版本，該版本調節了魷魚物種（黑線），墨西哥魚（藍色）和章魚（紅色）的腦細胞中鉀的流動。鉀和其他離子會產生電信號神經細胞相互通信。鉀通道的未經編輯版本（左）的結算率不同。但是編輯的版本（右）在不同物種中都以相同的速度關閉。
合著者約書亞·羅西塔爾（Joshua Rosenthal）說，在負責神經細胞的結構和功能的基因中，編輯尤其普遍。
Nautilus物種與章魚，魷魚和墨魚有關，但並不以其智能而聞名。艾森伯格說：“也許這是一個安靜的天才，但據我們所知，[a] nautilus是愚蠢的。” Nautilus也傾向於不編輯RNA。這不能證明RNA編輯有助於頭足動物的智能，“但這是假設的充分理由，” Eisenberg說。
研究人員說，這麼多RNA編輯是有代價的。為了編輯RNA，它必須折疊成複雜的形狀，並具有一個伸展，其中單個鏈分子形成雙鏈。研究人員發現，在RNA編輯站點附近不歡迎會損害形成雙鏈結構能力的DNA突變。 DNA突變提供了進化所需的遺傳多樣性，因此，限制DNA改變以進行RNA編輯的局限性減慢了這些物種的進化。在艾森伯格（Eisenberg）和同事計算的RNA編輯基因中發現的DNA突變比預期的10％至26％。
密歇根大學安阿伯大學的進化遺傳學家江義說，這並不奇怪。他說：“總有代價。”
他說：“他們的數據很清楚，表明RNA編輯在這些物種中很重要。”但是，儘管發現如此高的RNA編輯是“有趣且有趣的”，但他認為研究人員尚未證明復雜行為與RNA編輯之間的聯繫。 “問題是，'它在做什麼？'我沒有答案，但我認為這是最重要的問題。”
