RW Space

Когда дело доходит до кальмаров, вы просто не можете перестать удивляться.

Не только потому, что они скользкие, но и потому, что они обладают невероятной способностью к генетическому редактированию — это позволяет им настраивать свою собственную РНК после того, как она покинула ядро.

Вот что это значит. Гены, по крайней мере, у людей, в основном остаются неизменными, пока они не будут рекомбинированы и переданы следующему поколению.

Это то же самое для нашего мессенджера РНК (мРНК). Полезные молекулы читают нашу ДНК, создают короткие маленькие сообщения РНК и отправляют их за пределы ядра, чтобы сообщить остальной части клетки, какие белки должны быть построены.

Как только эта мРНК вышла из ядра, считается, что генетическая информация, которую она несет, не может быть изменена — но новое исследование показало, что в нервах кальмаров это не так.

«Мы выяснили, что кальмары могут модифицировать РНК на периферии клетки», — говорит генетик Вудс-Хоул Джошуа Розенталь из морской биологической лаборатории (MBL).

«Это работает путем массивной настройки нервной системы», — сказал Розенталь. «Это действительно новый способ эволюции».

Команда взяла образцы нервной ткани у взрослого самца длинношерстного кальмара (Doryteuthis pealeii) и проанализировала экспрессию белка, а также транскриптом кальмара, который похож на геном, но для мРНК.

Они обнаружили, что в нервах кальмара (или нейронах) мРНК редактировалась вне ядра, в части клетки, называемой аксоном.

Такое редактирование мРНК позволяет кальмарам точно настраивать белки, которые они производят в локальных точках. Благодаря этому открытию кальмары стали единственными известными нам существами, способными сделать это.

Впрочем, это не первый случай, когда кальмары демонстрируют свое генетическое мастерство. Еще в 2015 году команда ученых из MBL обнаружила, что кальмары редактируют свою мРНК в своем ядре в невероятно большой степени — на несколько порядков больше, чем как происходит у людей.

«Мы думали, что все редактирование РНК происходило в ядре, а затем модифицированные сообщения РНК экспортируются в клетку», — объясняет Розенталь.

Но команда показала, что, хотя редактирование происходит в обоих случаях, оно происходит значительно больше вне ядра в аксоне, а не внутри ядра.

Осьминоги, каракатицы и кальмары используют редактирование мРНК для диверсификации белков, вырабатываемых в нервной системе. Это может быть одной из причин, почему эти существа намного умнее других беспозвоночных.

«Идея о том, что генетическая информация может по-разному редактироваться внутри клетки, является новой и расширяет наши представления о том, как единый проект генетической информации может привести к пространственной сложности», — пишет команда в своей новой статье.

«Такой процесс может точно настроить функцию белка, чтобы помочь удовлетворить специфические физиологические потребности различных клеточных областей».

Хотя сейчас это просто интересное генетическое исследование кальмаров, биологи считают, что в конечном итоге этот тип системы может помочь в лечении неврологических расстройств, которые включают дисфункцию аксонов.

CRISPR полностью изменил игру, когда дело доходит до редактирования ДНК внутри наших клеток, и РНК значительно менее постоянна, и поэтому редактирование может быть менее опасным.

«Редактирование РНК безопаснее, чем редактирование ДНК», — сказал Розенталь.

Исследование было опубликовано в Nucleic Acids Research.