Mokslo ir technologijų pasaulis

Izraelio mokslininkai išsiaiškino, kad aštuonkojai ir jų giminaičiai iš dvižiaunių poklasio, adaptuodamiesi prie aplinkos, aktyviai redaguoja savo RNR. Toks gebėjimas – tradicinės genų ekspresijos alternatyva, jis sulėtina genomo kaitą, tačiau daro galvakojus protingesniais. Straipsnis apie tyrimą paskelbtas žurnale Cell.

Genų ekspresijos – proceso, kai remiantis genetiniu DNR „brėžiniu“, kuriami funkciniai baltymai ir RNR – etapai gerai žinomi. Iš pradžių ant DNR sintetinamas tarpinis informacijos pernešėjas – mRNR. Paskui pagal mRNR ribosomos gamina baltymus. Informacija perduodama be nuostolių ir pakeitimų, aminorūgščių seka baltyme tiksliai atitinka nukleotidų seką jį koduojančiame gene, o baltymų įvairovė organizme randasi jau vėliau, juos modifikuojant.

Daug rečiau vyksta mRNR modifikavimas, ją atlieka ADAR (RNR adenozindeaminazės) šeimos fermentai, nukleotidą adenoziną paverčiantys inozinu. Tokiais pokyčiais galima labai tiksliai suderinti baltymo funkcijas, tačiau jie naudojami gan retai, žmoguje keičiama ~3% RNR, o vaizinėms muselėms – nuo vieno iki keturių procentų. Tačiau aptariamo ankstesnių darbų tyrimo autoriai išsiaiškino, kad aštuonkojai, taikydamiesi prie kintančios temperatūros, naudoja būtent šią modifikaciją.

Naujame darbe mokslininkai nutarė išsiaiškinti, kaip dažnai ir kokiems tikslams aštuonkojai naudoja mRNR redagavimą. Jie išanalizavo visų evoliucijos medžio šakų galvakojų DNR ir RNR: išsivysčiusių dvižiaunių (aštuonkojų, sepijų, kalmarų) ir primityvesnių nautilų, o kaip kontrolinis kitos klasės atstovas buvo naudojamas galvakojis moliuskas aplizijа.

Siekdami aptikti RNR redagavimo atvejus, mokslininkai rado sisteminius DNR ir RNR neatitikimus. Dvižiauniuose jie aptiko maždaug šimtą tūkstančių redaguotų RNR atkarpų, o nautiluose ir aplizijoje – vos tūkstantį. Norėdami išsiaiškinti, kaip aktyviai modifikuota RNR dalyvauja baltymų gamyboje, mokslininkai išanalizavo aštuonkojo smegenų proteomą. Paaiškėjo, kad redaguotos RNR pagrindu buvo sukurta apie 60 procentų jo baltymų, taip pat ir baltymai, žinduolių organizme reguliuojantys neuronų jungtis. Tyrėjai spėjo, kad būtent RNR redagavimas suteikia dvižiauniams sudėtingo elgesio gebėjimus.

Mokslininkai taip pat pažymėjo, kad RNR modifikavimas gerokai sulėtina dvižiaunių evoliuciją, juk ji itin jautri DNR mutacijoms. Bet kokia mutacija gali atimti baltymo redagavimo galimybę ir atimti iš aštuonkojų kokį nors išgyvenimui svarbų bruožą.

Neprilygstamas aštuonkojų kamufliažas

Panašu, užuot pasirinkę įprastą evoliucinį kelią, kuris nuvedė, pavyzdžiui, prie žinduolių atsiradimo, aštuonkojai pirmenybę suteikė puikiam adaptyvumui ir, kaip bestuburių, labai aukštam proto lygiui.

Aštuonkojai labai protingi. Jie moka prasiskverbti per itin sudėtingos formos plyšius, grasinti vienas kitam spalva, naudoti itin sudėtingą kamufliažą gynybai ir medūzas naudoja kaip medžioklės įrankius.

Trumpa paskaitėlė apie aštuonkojus

A. Manjšina
nplus1.ru