頭足類 - 無脊椎動物的家族多腿的海洋生物,章魚,魷魚,並且墨魚所屬 - 因其驚人的技能而臭名昭著。尤其是章魚,似乎是霍迪尼般的逃脫藝術,如去年所示inky章魚。
但頭足類情報超越了度假技巧和偽裝技巧。這些智能生物能夠解決錯綜複雜的難題,就像從內部擰下玻璃罐或學習使用相機。一些章魚甚至改變了他們的膚色看起來像獅子魚或海蛇,從而嚇predates。
一項新研究特色4月6日在日記中細胞指示頭足類具有更複雜的能力,使他們無視遺傳信息的正常規則。調查顯示章魚,魷魚和墨魚能夠編輯他們的基因,廣泛重寫其RNA以適應其環境。
其他軟體動物的同伴還沒有達到這種複雜的神經發育水平,並且仍然通過將DNA轉換為RNA來創建蛋白質。該過程允許某些基因產生特定的蛋白質。但是,更先進的頭足動物能夠調整其RNA,重新編碼它,從而使一個基因可以從同一DNA產生幾種類型的蛋白質。
編輯RNA序列
這項研究由馬薩諸塞州伍茲霍爾的海洋生物實驗室的約書亞·羅森塔爾(Joshua Rosenthal)與以色列特拉維夫大學的埃里·艾森伯格(Eli Eisenberg)和諾阿·艾森伯格(Eli Eisenberg)和諾阿·艾森伯格(Noa Liscovitch-Brauer)一起撰寫。學習在魷魚上。
兩年前,科學家發現這些生物可以編輯其RNA編碼,以使其在神經系統中的細胞蛋白質產生比其他動物更大。
與水果蒼蠅相比,只能編輯其RNA的1%魷魚能夠重新配置超過60%的RNA編碼區域。
現在,團隊觀察了其他頭足類也具有高水平的RNA編輯。新論文重點介紹了兩種章魚 - 章魚(章魚)和章魚bimaculoides(加利福尼亞兩點章魚) - 屬於cephalopods coleoid類的culeoid魚(septlefishis pealeii squid)和一種類型的墨西哥魚類(Sepia oficianalis)。
這些物種被證明具有成千上萬的RNA重新編碼位點,這使動物在幾乎一半的轉錄基因中經常編輯其RNA,以擴大神經元產生蛋白質的代碼。
“通過編輯有效地進行重新編碼會產生新的蛋白質序列,從而擴大了生物體處置的蛋白質庫,”說艾森伯格。
章魚智能的證明
這種非凡的能力僅存在於小界中,這被認為是頭足類動物的最聰明的子類。 Rosenthal解釋說,這種特殊的特徵使他們能夠在神經系統中編輯RNA,並調整神經元的功能。
過去學習,科學家詳細介紹了生活在南極的章魚如何編輯其RNA,以擊敗寒冷並在冰凍溫度下保持神經發射。
研究人員也是如此成立像鸚鵡螺(Nautilus)這樣的原始頭足動物的RNA重新編碼速率要低得多。 Rosenthal說,這表明小核酸素是“根本不同的”,因為他們的許多編輯事件都高度保守,並且顯示出明顯的選擇跡象。 ”
儘管該研究沒有建立這些頭足動物,因為它們的先進RNA重新編碼變得更聰明,但確實表明這種能力可能有助於特殊智力。 ”
較少的DNA突變
廣泛的RNA編輯是有代價的。在細胞水平上調整代碼意味著編輯位點不能支持自然進化過程中必不可少的DNA突變。
大多數動物的DNA發生變化以進化和適應,但是celoid頭足類動物改為重新編碼RNA,這意味著它們的DNA突變率較低。
正如羅森塔爾(Rosenthal)所解釋的那樣,這些動物正在抑制DNA突變,以保持其RNA重新編碼的柔韌性,從本質上“放棄了在周圍地區發展的能力”。
為了進一步研究動物如何遏制其DNA突變率,以促進RNA的重新編碼,以及哪些環境條件影響了這一過程,Rosenthal計劃使用使用該過程來操縱頭足類遺傳學CRISPR-CAS9基因編輯技術。