Осьминоги отредактировали собственные гены

Осьминоги отредактировали собственные гены

Израильские ученые обнаружили, что осьминоги и их родственники из подкласса двужаберных активно редактируют собственную РНК для лучшей адаптации к окружающей среде. Такая способность – альтернатива традиционной модели экспрессии генов, она замедляет изменение генома, но делает головоногих умнее. Статья об исследовании опубликована в журнале Cell.

Этапы экспрессии генов, процесса, при котором по генетическому «чертежу» ДНК строятся функциональные белки и РНК, хорошо известны. Сначала на матрице ДНК синтезируется промежуточный переносчик информации – мРНК. Затем на базе мРНК рибосомы собирают белки. Передача информации происходит без потерь и изменений, последовательность аминокислот в белке точно соответствует порядку нуклеотидов в гене, который его кодирует, а разнообразие белков в организме возникает благодаря их дальнейшим модификациям.

Намного реже происходит модификация мРНК, ее проводят ферменты из семейства ADAR (аденозиндеаминазы РНК), которые превращают нуклеотид аденозин в инозин. Такое изменение позволяет очень точно настраивать функции белков, но используется довольно редко, у человека насчитывают около трех процентов измененной РНК, а у дрозофил – от одного до четырех процентов. Однако, авторы нынешнего исследования в предыдущих работах выяснили, что осьминоги используют именно эту модификацию для адаптации к изменению температуры.

В новой работе ученые решили выяснить, насколько часто и для чего осьминоги применяют редактирование мРНК. Для этого они проанализировали ДНК и РНК головоногих со всех ветвей эволюционного древа: развитых двужаберных (осьминогов, каракатицы, кальмара) и более примитивного наутилуса, а также брюхоногого моллюска аплизию, как контрольного представителя другого класса.

Чтобы обнаружить случаи редактирования РНК, ученые нашли систематические несоответствия между ДНК и РНК. У двужаберных они нашли около ста тысяч отредактированных участков РНК, а у наутилуса и аплизии – всего тысячу. Чтобы выяснить, как активно модифицированная РНК участвует в создании белков, ученые проанализировали протеом мозга осьминога. Оказалось, что на основе отредактированной РНК было создано около 60 процентов его белков, в том числе белки, которые у млекопитающих отвечают за соединение нейронов. Исследователи предположили, что именно редактирование РНК позволяет двужаберным использовать сложные поведенческие сценарии.

Также ученые отметили, что модификация РНК значительно замедляет эволюцию двужаберных, ведь она очень чувствительна к мутациям ДНК. Любая мутация может закрыть возможность редактирования белка и лишить осьминогов какой-нибудь важной для выживания черты.

Получается, что обычному эволюционному пути, который привел к появлению, например, млекопитающих, осьминоги предпочли отличную адаптивность и очень высокую для беспозвоночных разумность в текущий момент. 

Осьминоги вообще очень умные. Они умеют просачиваться в щели сложной формы, угрожать друг другу цветом, применяют очень сложный камуфляж для защиты и нападения и используют медуз как ловчие орудия.

Анна Маньшина

N+1

Похожие новости:
Ученые впервые обнаружили гены интеллекта
Ученым из Имперского колледжа Лондона впервые удалось выделить гены, отвечающие за развитие интеллекта человека. Теперь генетики убеждены в своей способности манипулировать яркостью мышления человека. Примерно 75% человеческого IQ — это генетическая предрасположенность. Согласно данным нового исследования ..
2015-12-24 1085 0 Разное, интересное
1
Ученые нашли гены, ответственные за половую ориентацию мужчин
Американские ученые протестировали ДНК 400 гомосексуалистов и нашли доказательства, что половая ориентация мужчин зависит от влияния генов, пишет в пятницу The Guardian. Исследования, проведенные в США, показали, что генетический маркер в Х-хромосоме под названием Xq28 оказывает некоторое влияние на сексуальное поведение мужчин. Однако ..
2014-02-15 1248 0 Разное, интересное
0
Получены первые плоды искусственной эволюции
Молекулярные биологи из Техасского университета в Остине создали искусственный фермент, который позволяет безошибочно копировать генетическую информацию. Для этого ученые применили метод направленной эволюции. Статья с результатами работы опубликована в журнале Science в пятницу, 24 июня.Геном вирусов, относящихся ..
2016-06-26 460 0 Разное, интересное
0
Эмбрион человека находится под вирусной защитой
Человеческий зародыш был бы совсем беззащитен перед вирусной инфекцией, если бы его не защищали собственные «домашние» вирусы. В ходе эволюции человеческий геном приобрёл «начинку» в виде вирусных генов. Происходило это, видимо, по той же технологии, которой пользуются современные ретровирусы, самым ..
2015-04-28 938 0 Разное, интересное
0
Сколько генов управляют человеческим зародышем
Генетический «ключ зажигания», запускающий развитие человеческого эмбриона, включает в себя всего три десятка генов. С чего начинается развитие эмбриона- Если смотреть на него снаружи, то мы увидим, как оплодотворённая яйцеклетка делится раз, потом другой, потом третий и т. д. – ..
2015-09-07 2437 0 Разное, интересное
0
Химерные вирусы перемешали ДНК и РНК
Ученые обнаружили в горячих источниках геном микроорганизма, в котором содержались как гены ДНК- так и РНК-содержащих вирусов. Работа опубликована в журнале Biology Direct. Исследователи собирали образцы в горячих источниках в национальном парке Лассен-Волканик в США. Они определяли последовательность всей ДНК, содержащейся ..
2012-06-9 1062 0 Разное, интересное
0
Ученые создали генетически измененных комаров
В прошлом году профессор Энтони Джеймс объявил, что он и его коллеги генетически изменили комаров Aedes aegypti, что значительно сократило их численность. В двух словах, измененные гены вызывают самок комаров родиться без крыльев (только самки комаров пью кровь) – что делает ..
2012-06-14 893 0 Разное, интересное
0
Мужскую Y-хромосому можно заменить всего двумя генами
Американские исследователи провели недавно эксперимент, предусматривающий замену целой Y-хромосомы всего двумя генами у бесплодных самцов мышей, после чего животные произвели нормальное потомство. Как известно, половая Y-хромосома, присутствующая исключительно у самцов, содержит ген Sry, который ..
2013-11-22 830 0 Разное, интересное
0
Ученые выбрали кандидатов в гены интеллекта
Ученые определили наследственные особенности, обладание которыми связано с лучшей проводимостью электрических сигналов в мозге и повышенными результатами тестов на интеллект. Работа опубликована в журнале Journal of Neuroscience, ее краткое содержание приводит Science Now. В исследовании участвовало 472 добровольца из Австралии, ..
2012-06-20 865 0 Разное, интересное
0
В ДНК человека нашли следы древнего вымершего вируса
Ученые из США и Великобритании обнаружили в ДНК некоторых приматов, включая человека, следы древнего ретровируса HERV-T. На основе найденных остатков был восстановлен ген, что помогло выяснить, почему этот вирус исчез. Статья исследователей была опубликована в журнале eLife, кратко о ней рассказывает ..
2017-04-13 1555 0 Разное, интересное
0
В самых выносливых существах на Земле обнаружили уникальное вещество
Ученые из американского Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили набор уникальных белков, которые защищают от стремительного высыхания тихоходок (водяных медведей) — микроскопических беспозвоночных, относящихся к экстремофилам. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Molecular Cell.Известно, что в клетках этих ..
2017-03-18 3670 0 Разное, интересное
0
Определен минимум жизненно важных для человека генов
Ученые определили 3,2 тысячи генов, критически важных для здоровья — даже небольшие мутации в них убьют человека еще до рождения. «Критический минимум» составляет около 15 процентов от всего генома, пишут авторы препринта, на который ссылается Science News.Ученые из Гарварда и Массачусетского технологического ..
2015-11-12 486 0 Разное, интересное
0
У друзей нашлось множество общих генов
Первое в мире общегеномное исследование корреляций в генотипе между друзьями показало, что гены люди делят не только с родственниками: у друзей общего ДНК больше, чем у незнакомцев — в среднем на уровне пятиюродных братьев. Кроме того, люди дружат с теми, кто более-менее похоже воспринимает ..
2014-07-16 640 0 Разное, интересное
0
Гены определили шансы выжить после заражения вирусом Эбола
Эксперименты на мышах показали, что шансы выжить при заражении лихорадкой Эбола зависят прежде всего от генетических факторов. Результаты исследования представлены в журнале Science. Работая в лаборатории с максимальным уровнем биобезопасности, американские ученые собрали группы мышей, генетически слегка отличающиеся ..
2014-11-01 644 0 Разное, интересное
0
В ДНК вируса нашли ген яда черной вдовы
Бактериофаги, заражающие внутриклеточных паразитических бактерий вольбахий, содержат в своем геноме крупные фрагменты ДНК, позаимствованные у членистоногих. Среди множества генов, находящихся в этих «украденных кусках» генома, есть и ген латротоксина — яда черной вдовы. Обнаружить это удалось ученым из Университета Вандербильта, которые секвенировали и проанализировали геномы этих вирусов. Работа опубликована ..
2016-10-13 773 0 Разное, интересное
0