Ośmiornice edytują swoje RNA
Ośmiornice, te niezwykłe stworzenia morskie, wykazały zdolność do błyskawicznego zmieniania swojego RNA w odpowiedzi na drastyczne zmiany temperatur. W ten niecodzienny sposób, ośmiornice chronią delikatne cechy swojego układu nerwowego przed skrajnymi warunkami.
Ośmiornice znalazły niesamowity sposób na ochronę delikatnych elementów swojego układu nerwowego przed drastycznymi zmianami temperatur.
Gdy warunki się zmieniają, mogą szybko przeprogramować kluczowe białka w swoich komórkach nerwowych, co zapewnia funkcjonowanie krytycznych procesów neurologicznych, kiedy temperatury dramatycznie spadają.
Jak to robią? Wykorzystując rzadką supermoc – edytują swoje RNA na bieżąco, co jest zdolnością obserwowaną u niektórych gatunków ośmiornic, kalmarów i sepii.
To niekonwencjonalna strategia, ale zdaje się być skuteczna, a naukowcy uważają, że może być powszechnie stosowana w świecie głowonogów.
Zazwyczaj myślimy, że nasza informacja genetyczna jest stała, ale środowisko może wpływać na to, jak kodujesz białka, a u głowonogów dzieje się to na masową skalę, mówi biolog morski Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory Uniwersytetu Chicago, autor nowych badań opublikowanych w Cell.
Przepisywanie RNA daje organizmom możliwość wyrażania zróżnicowanej gamy białek, kiedy i gdzie zdecydują. W głowonogach większość przepisywania dotyczy białek, które są naprawdę ważne dla funkcji układu nerwowego, więc naturalnym pytaniem jest, czy używają tego, aby przystosować się do zmian w swoim fizycznym środowisku? Nasze własne genetyczne instrukcje przetrwania mogą się zmieniać, ale zwykle dzieje się to powoli, poprzez generacyjne modyfikacje DNA. Warianty kodu genetycznego determinują ostateczny kształt i funkcję poszczególnych białek, które budują nasze ciała, w tym systemy i wsparcie strukturalne w naszym mózgu.
DNA jednak nie produkuje bezpośrednio białek. Te chemicznie zakodowane instrukcje pozostają w jądrze twoich komórek, emitując szablony za pośrednictwem pośredniczącej cząsteczki zwanej mRNA (messenger RNA), która przemieszcza się z jądra do otaczającej substancji, aby dostarczyć informacje do malutkich maszyn budujących białka.
W większości organizmów jest to dość proste; kiedy szablon jest już wydany, RNA nie ulega już żadnej zmianie. U głowonogów jest jednak nieco inaczej.
W 2015 roku naukowcy odkryli, że kałamarnice, sepie i ośmiornice mogą modyfikować RNA po tym, jak opuści ono jądro, edytując je na bieżąco, co pozwala na szybką odpowiedź fizjologiczną na ... co?
Niektórzy naukowcy myśleli, że może to być powód, dla którego głowonogi są tak dziwnie, fascynująco inteligentne, ale przyczyna tego zjawiska nadal nam umyka i zaskakuje naukowców.
Przystosowywanie się do tymczasowych zmian środowiskowych wydawało się być prawdopodobnym wyjaśnieniem. Organizmy morskie są narażone na szeroki zakres temperatur, a ośmiornice nie mają zdolności do aktywnej termoregulacji. Edycja RNA dawałaby możliwość zmiany, i ponownej zmiany w zależności od warunków, bez długotrwałego wdrażania i relatywnej trwałości edycji DNA.
Dlatego zespół badaczy pod przewodnictwem biologa morskiego Matthew Birka z Marine Biological Laboratory i Saint Francis University postanowił przetestować tę koncepcję. Ich badaniami objęte były kalifornijskie ośmiornice dwuplamiste (Octopus bimaculoides), których cały genom został po raz pierwszy zsekwencjonowany w 2005 roku, co czyni go użytecznym zwierzęciem do zrozumienia zmian genetycznych.
Naukowcy przyzwyczaili te ośmiornice do ciepłej wody o temperaturze 22 stopnie Celsjusza (71,6 Fahrenheita) lub do znacznie chłodniejszej wody o temperaturze 13 stopni Celsjusza (55,4 Fahrenheita), a następnie porównali ich informacje genetyczne z bazą danych genomu. Specjalnie przejrzeli ponad 60 000 znanych miejsc edycji i to, co znaleźli, było zadziwiające.
Edycja wrażliwa na temperaturę wystąpiła w około jednej trzeciej miejsc – ponad 20 000 indywidualnych pozycji – więc to nie jest coś, co dzieje się tu i tam; to jest zjawisko globalne, mówi fizyk Eli Eisenberg z Uniwersytetu Tel-Awiw, współautor badania.
Wygląda na to, że edycja następuje w odpowiedzi na aklimatyzację do zimnej, a nie ciepłej wody, wpływając na białka nerwowe, które są szczególnie wrażliwe na niskie temperatury. Testy białek strukturalnych kluczowych dla funkcjonowania układu nerwowego ośmiornicy – kinezyny i synaptotagminy – wykazały, że wprowadzone zmiany wpływają na ich funkcję. Możliwe, że to, co zespół zaobserwował, było wynikiem bycia w laboratorium, więc złapali dzikie kalifornijskie ośmiornice dwuplamiste i ośmiornice dwuplamiste Verrilla (Octopus bimaculatus) latem i zimą i sprawdzili ich genomy. Te ośmiornice miały podobne wzorce edycji RNA, które sugerowały, że zwierzęta optymalizują swoje funkcje dla obecnych warunków temperaturowych.
Zespół przetestował również, jak szybko następują zmiany. Zmienili temperaturę w akwarium ośmiornicy z 14 stopni Celsjusza na 24 stopnie Celsjusza, lub na odwrót, regulując temperaturę o 0,5 stopnia co 20 godzin. Sprawdzili zakres edycji RNA u każdej ośmiornicy tuż przed rozpoczęciem zmiany temperatury, tuż po niej i cztery dni później.
Okazało się, że zmiany następują bardzo szybko.
Nie mieliśmy pojęcia, jak szybko to może nastąpić: czy to zajmuje tygodnie, czy godziny, tłumaczy Birk. Mogliśmy zauważyć znaczne zmiany w mniej niż dobę, a w ciągu czterech dni były na nowych stałych poziomach, na których można je znaleźć po miesiącu.
Te wyniki sugerują, że przynajmniej jedną funkcją edycji RNA u głowonogów jest szybka reakcja na warunki, które mogłyby być dla nich niebezpieczne. Są również inne zmienne środowiskowe, które mogłyby wywołać odpowiedź. Należą do nich niski poziom tlenu, zanieczyszczenie i zmieniające się warunki społeczne.
Badacze podejrzewają, że edycja RNA jest dość powszechną strategią wśród ośmiornic i kalmarów, która pozwala im przetrwać zmieniające się warunki środowiska, i planują zbadać, jak jest stosowana w większym szczególe.
Opiekun czterech kotów i dwóch psów. W zoologii od kilkunastu lat. Administrator licznych stron i grup internetowych zajmujących się zoologią. Nałogowo szkoli się w temacie opieki i żywienia zwierząt.
Dostawa w 3h!
Zainstaluj nasza aplikację - zamów z dostawą do domu tego samego dnia.
W aplikacji znajdziesz również przydatne rzeczy, w tym listę aktualnie pracujacych lekarzy weterynarii w Szczecinie.
Kopiowanie, reprodukcja lub dystrybucja części lub całości materiałów bez wyraźnej zgody właściciela jest ściśle zabronione i może prowadzić do konsekwencji prawnych.
9:00 - 20:00
SOBOTA10:00 - 16:00
GODZINY PRACY
9:00 - 19:00
SOBOTA10:00 - 16:00
ZAMÓWIENIA883 901 501
SKLEP91 885 31 31
Regulamin
Polityka