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海洋资讯首页 > 章鱼高智商的秘诀:能自己编辑基因以学习新技能
 
章鱼高智商的秘诀:能自己编辑基因以学习新技能
2017-05-02 来源:来自网络.. 1797人浏览过
据国外媒体报道,从打开水族缸的开关,到瞬时的伪装变色,章鱼、鱿鱼和墨鱼等头足类动物以完成复杂行为的能力著称。近日的一项新研究揭示了它们这些复杂行为背后的奇特演化路径。
 

研究人员认为,章鱼、鱿鱼和墨鱼等头足类动物能通过编辑自己的基因来学习新的技能,但这么做的代价就是无法演化速度的减慢。

科学家发现,鱿鱼大脑中超过60%的RNA转录物是通过编辑记录下来的,而人类身上这一比例只有1%。

尽管章鱼、鱿鱼和墨鱼等蛸亚纲物种具有很高的RNA编辑水平,但其他许多动物并非如此。

     据国外媒体报道,从打开水族缸的开关,到瞬时的伪装变色,章鱼、鱿鱼和墨鱼等头足类动物以完成复杂行为的能力著称。近日的一项新研究揭示了它们这些复杂行为背后的奇特演化路径。

  研究人员认为,章鱼和鱿鱼等动物能通过编辑自己的基因来学习新的技能,但这么做的代价就是演化速度的减慢。在此前的研究中,科学家发现鱿鱼的RNA(核糖核酸,负责蛋白质合成的分子)编码区域表现出非常高的编辑率。在这些结果的基础上,来自美国芝加哥大学海洋生物实验室的科学家发现,乌贼大脑中超过60%的RNA转录物是通过重编码记录下来的,而人类身上这一比例只有1%。

  在后续研究中,科学家在其他3个头足类物种中发现了同样活跃的RNA编辑水平。这3个物种包括两种章鱼和一种墨鱼,它们都属于蛸亚纲(Coleoidea)。研究人员还鉴别出了数千个演化过程中保存下来的RNA重编码位点。RNA编辑现象在这些动物的神经系统中尤为突出,影响了许多在大脑功能和结构中起关键作用的蛋白质合成。

  尽管研究涉及的3个物种具有很高的RNA编辑水平,但其他许多动物并非如此。论文第一作者约书亚·罗森塔尔(Joshua Rosenthal)博士说:“这表明活跃的RNA编辑并没有普遍存在于软体动物中;这是蛸亚纲头足类的一项发明。”


  在哺乳动物中,只有极少量的RNA编辑位点会被保留下来。罗森塔尔博士说:“这与这些头足类身上发生的事情有本质不同,它们高度保留下了许多编辑事件。”然而,为了保留大量的RNA重编码位点,这些物种必须以基因组演化的速率作为代价。

  举例来说,最常见的RNA编辑是由RNA腺苷脱氢酶(ADAR)来完成的,而这种酶在编辑过程中需要参照编辑位点周围的许多碱基。这些碱基与编辑位点一起保存在蛸亚纲物种的基因组中。然而,研究团队的报告称,这些周围区域的突变率被严重抑制。

  “我们的结论是,为了维持这种编辑RNA的灵活性,蛸亚纲物种必须放弃编辑位点周围区域——以很大的数量存在——的演化能力,” 罗森塔尔博士补充道,“突变常常被认为是自然选择中的硬通货,而这些动物通过抑制突变来维持RNA水平上的重编码能力。”

  目前,研究者希望继续进行下一步实验,以确定这种现象背后的机制。“(RNA编辑)什么时候开启?在何种环境影响下开启?”罗森塔尔博士说,“或许是某些很简单的东西,比如温度变化;也可能很复杂,比如某种经验,或某种形式的记忆。”

( 提供者:cmfish )

 

 
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