Осьминоги перепрограммируют свой мозг, чтобы выжить в экстремальных условиях

Осьминоги, кальмары и каракатицы могут перепрограммировать свою РНК на лету, редактируя ее и изменяя белки в своих нервных клетках. Это позволяет им быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды, включая резкие колебания температуры. Ученые считают, что эта способность может быть широко распространена в головоногих по всему миру.

Перекодирование РНК дает организмам возможность экспрессировать разнообразные белки, когда и где они выбирают. У головоногих большая часть перекодирования приходится на белки, которые действительно важны для функционирования нервной системы. Поэтому возникает естественный вопрос: используют ли они это для приспособиться к изменениям в их физической среде?

Морской биолог Джошуа Розенталь из Лаборатории морской биологии Чикагского университета говорит, что обычно мы думаем, что наша генетическая информация фиксирована, но окружающая среда может влиять на то, как вы кодируете белки, и у головоногих это происходит в огромных масштабах.

Как это работает?

ДНК не производит белки напрямую. Эти химически закодированные инструкции остаются в ядре клеток, выдавая шаблоны через промежуточную молекулу, называемую матричной РНК (или мРНК), которая перемещается из ядра в окружающую слизь, чтобы питаться крошечными машинами по построению белка.

У головоногих все немного иначе. В 2015 году ученые обнаружили, что кальмары, каракатицы и осьминоги могут модифицировать РНК после того, как она покинула ядро, редактируя ее «на лету», что позволяет быстро реагировать на изменения окружающей среды.

Адаптация к временным изменениям окружающей среды казалась правдоподобным объяснением. Морские организмы подвержены воздействию широкого диапазона температур, а у осьминогов отсутствует способность к активной терморегуляции. Редактирование РНК давало бы возможность изменяться и изменяться снова, как диктуют условия, без долгосрочного внедрения и относительного постоянства редактирования ДНК.

Исследования

Под руководством морского биолога Мэтью Бирка из Морской биологической лаборатории и Университета Святого Франциска группа исследователей проверила это предположение. Их объектами были калифорнийские двухточечные осьминоги (Octopus bimaculoides), чей геном был впервые секвенирован в 2005 году, что сделало это животное полезным для понимания генетических изменений.

Ученые выяснили, что осьминоги могут перекодировать свою РНК на лету, изменяя белки в своих нервных клетках. Это позволяет им быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды, включая резкие колебания температуры.

Это необычная стратегия, но она кажется эффективной, и ученые считают, что она может быть широко распространена во всем мире головоногих.

Заключение

Осьминоги, кальмары и каракатицы могут перепрограммировать свою РНК на лету, редактируя ее и изменяя белки в своих нервных клетках. Это позволяет им быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды, включая резкие колебания температуры. Ученые считают, что эта способность может быть широко распространена в головоногих по всему миру. Это открывает новые возможности для изучения генетических изменений и адаптации к экстремальным условиям.