柔软的头足类动物总是以其聪明的特征而令人惊叹，包括有脑的手臂, 变色迷彩,逃避艺术， 和解谜技巧。对鱿鱼、章鱼和墨鱼的新分析（胶体）遗传学显示它们的基因组和动物本身一样奇怪。
头足类动物基因组“令人难以置信地混乱”说发育生物学家卡罗琳·阿尔贝丁 (Caroline Albertin) 领导了两项新研究中的一项，确定了这些头足类动物遗传历史中的奇怪扭曲。
经过巨大的努力，阿尔贝丁和同事对三种软体头足类动物基因组进行了测序：加州两点章鱼（双斑章鱼) – 第一个章鱼的基因组测序早在 2005 年；大西洋长鳍近海鱿鱼（皮氏金龟子) – 作为神经科学的模型系统进行了近一个世纪的研究；和夏威夷短尾鱿鱼（蜈蚣）——细菌-动物共生的模型动物。
夏威夷短尾乌贼利用其颜色基因簇。 （大卫·斯莱特/iStock/Getty Images Plus）
研究人员发现了一系列新的基因家族，其中许多在乌贼大脑中表达，以及我们已经熟悉的基因的扩展，例如与头足类动物的颜色变化、吸盘和喙有关的基因簇。
其他独特的基因扩展包括原钙粘蛋白基因这可能与人类和头足类动物复杂的神经系统的构建有关。然而，头足类动物通过该基因的完整副本创造了多样性（在人类中，这种变异以基因表达的不同方式产生）。
这些拷贝帮助头足类动物的基因组变大，Doryteuthis 的基因组重量比我们的基因组大 1.5 倍左右，加州两点章鱼的基因组大小约为我们的 90%。
相比之下，我们的基因组扩展了通过以下过程全基因组复制– 这一功能因我们的高级复杂性及其创造新的进化特征的能力。头足类动物似乎也经历了类似的大规模变化，但正如它们所做的许多事情一样，它们增加了自己独特的风味。
“我们现在知道，软体头足类动物的进化也涉及类似的大规模基因组变化，但这些变化不是全基因组复制，而是巨大的基因组重新排列，就好像祖先基因组被放入搅拌机中一样，”解释芝加哥大学神经生物学家克利夫顿·拉格斯代尔。
大西洋长鳍近岸鱿鱼。 （伊莱恩·贝尔）
这种基因重组可能使这些独特的海洋生物拥有了令人印象深刻的手认知能力，祝福它们拥有所有无脊椎动物中最大的神经系统。在他们的手臂和头之间，章鱼大约有 5 亿个神经元竞争金额被狗附身。
“我们将鱿鱼基因组与扇贝基因组进行比较，发现分散在扇贝基因组中的许多基因聚集在鱿鱼染色体的特定区域。这些新的基因簇形成调节单元。这意味着它们可以相互作用并改变动物的生理机能。”说分子病理学家川口茜是第二项研究的共同主要作者，该研究仔细观察了短尾乌贼的基因组。
“鱿鱼基因组中的基因簇之一包含参与神经系统发育的五个主要基因。”
相关基因的聚集可以简化和独特形式的遗传调控。
加州两点章鱼。 （汤姆·克莱因斯特）
最后但并非最不重要的一点是，头足类动物具有著名的能力编辑自己的大脑基因。这种信使 RNA 编辑能力仅存在于人类的少数重要神经系统蛋白质中，不到 1%，但在头足类动物中，这种能力要广泛得多。
通常，动物结构的改变是随着其 DNA 蓝图的突变而发生的。但在这种情况下，负责构建蛋白质的信使 RNA 才是做出改变的人。有一些建议这种能力使头足类动物能够更加灵活地快速适应环境，建造者能够即兴发挥以适应新的条件，但这还没有完全建立。
Albertin 和她的团队发现动物的 RNA 编辑分为两个不同的类别：神经编辑和非神经编辑。这些不仅发生在不同的组织中，而且编辑发生的频率也显着不同，与神经系统相关的编辑发生的频率要高得多，这表明它对这些动物的功能极其重要。
自鱿鱼和章鱼最后一次拥有共同祖先以来的三亿年里，这些不寻常的机制都为我们现在所惊叹的外星智能的建立做出了贡献。我们迫不及待地想看看它们奇怪的基因组还会揭示什么。
