Некоторые ученые и так подозревают осьминогов в том, что они не с нашей планеты, а тут еще выяснилось, что эти умные и действительно странные существа могут редактировать свою РНК.
Осьминоги способны перекодировать белки в нервных клетках, чтобы защитить свой мозг от изменений температуры, показало новое исследование. Когда становится прохладно, хитрые головоногие моллюски изменяют свою РНК – молекулу-посланника между ДНК и производством белков – для поддержания неврологической активности.
“Мы обычно думаем, что наша генетическая информация фиксирована, но окружающая среда может влиять на то, как вы кодируете белки, и у головоногих моллюсков это происходит в огромных масштабах”, – сказал в своем заявлении старший автор Джошуа Розенталь из Морской биологической лаборатории Чикагского университета. – “Перекодировка РНК дает организмам возможность использовать разнообразный набор белков, когда и где им вздумается. У головоногих моллюсков большая часть перекодировки приходится на белки, которые действительно важны для функционирования нервной системы, поэтому возникает естественный вопрос: используют ли они это для акклиматизации к изменениям в физической среде?”
В отличие от млекопитающих, которые могут вырабатывать тепло собственного тела в ответ на изменения температуры, осьминоги не обладают такой терморегуляцией. Это означает, что колебания температуры, например, при погружении или смене сезона, представляют угрозу для их выживания, что делает способность к адаптации крайне необходимой. Редактирование РНК дает осьминогам временный и гибкий способ достижения этой цели, позволяя им производить различные нейронные белки в теплой и холодной среде.
Открытие редактирования РНК у головоногих моллюсков не ново – впервые оно было зафиксировано у кальмаров в 2015 году, а затем и у осьминогов – но его назначение оставалось загадкой.
“Для нас главным вопросом было: “Для чего они это используют?”, – пояснил Розенталь.
Для исследования команда акклиматизировала пойманных на воле калифорнийских двупятнистых осьминогов (Octopus bimaculoides) к теплой и холодной воде. Через две-три недели они исследовали их РНК и обнаружили, что редактирование произошло более чем в 20 000 участках.
“Это не то, что происходит в каком-то одном участке; это всеобщее явление”, – сказал соавтор исследования Эли Айзенберг из Тель-Авивского университета. – “Но это не значит, что все происходит одинаково: белки, которые подвергаются редактированию, как правило, являются нейронными белками, и почти все участки, которые чувствительны к температуре, в большей степени редактируются при понижении температуры”.
Последующие эксперименты показали, что редактирование РНК происходит удивительно быстро: вызванное холодом редактирование наблюдалось в течение нескольких часов, значительные изменения – менее чем через сутки, а устойчивое состояние было достигнуто в течение четырех дней.
Команда также изучила влияние всего этого на функции двух белков, кинезина-1 и синаптотагмина, которые играют важную роль в функционировании нервной системы. Было обнаружено, что редактирование РНК изменяет скорость движения кинезина-1 и нарушает реактивность синаптотагмина.
Четвертый и последний эксперимент продемонстрировал, что редактирование РНК в естественной среде происходит при сезонных изменениях температуры. Это было зафиксировано у калифорнийского двупятнистого осьминога, а также у двупятнистого осьминога Веррилла (Octopus bimaculatus), и исследователи считают, что оно широко распространено среди других видов осьминогов и кальмаров.
Редактирование РНК в ответ на изменение температуры присоединяется к длинному списку вещей, которые могут делать эти умные существа: от способности видеть ночные кошмары до создания невероятных подводных поселений, известных как “Octopolis” и “Octlantis”. Это также может помочь объяснить другие аспекты их поведения, включая способность маскироваться и решать головоломки.
“Я думаю, что это только вершина айсберга”, – добавил Розенталь.
Исследование опубликовано в журнале Cell.
Читайте также: Ученый: на луне Юпитера живут осьминоги