Jeśli chodzi o kalmary, nie możesz przestać się zastanawiać.
Nie tylko dlatego, że są śliskie, ale także dlatego, że mają niesamowitą zdolność edycji genetycznej – to pozwala im dostroić własny RNA po opuszczeniu jądra.
Oto co to oznacza. Geny, przynajmniej u ludzi, pozostają w dużej mierze niezmienione, dopóki nie zostaną ponownie połączone i przekazane następnemu pokoleniu.
To samo dotyczy naszego informacyjnego RNA (mRNA). Przydatne cząsteczki odczytują nasze DNA, tworzą krótkie, małe wiadomości RNA i wysyłają je poza jądro, aby powiedzieć reszcie komórki, jakie białka mają zostać zbudowane.
Uważa się, że gdy mRNA opuści jądro, nie można zmienić informacji genetycznej, które przenosi – ale nowe badania wykazały, że nie dzieje się tak w przypadku nerwów kałamarnicy.
„Odkryliśmy, że kalmary mogą modyfikować RNA na obrzeżach komórki” – mówi genetyk Woods Hole Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory (MBL).
„Działa poprzez masowe dostrojenie układu nerwowego” – powiedział Rosenthal. „To naprawdę nowy sposób ewolucji”.
Zespół pobrał próbki tkanki nerwowej od dorosłego samca kałamarnicy długowłosej (Doryteuthis pealeii) i przeanalizował ekspresję białek, a także transkrypt kałamarnicy, który ma podobny genom, ale mRNA.
Odkryli, że w nerwach (lub neuronach) kałamarnic mRNA jest edytowane poza jądrem, w części komórki zwanej aksonem.
Ta edycja mRNA umożliwia kałamarnicy precyzyjne dostrojenie białek, które wytwarzają w lokalnych punktach. Dzięki temu odkryciu kalmary stały się jedynymi znanymi nam stworzeniami, które mogą to zrobić.
Jednak to nie pierwszy raz, kiedy kałamarnice wykazały swoje zdolności genetyczne. W 2015 roku zespół naukowców z MBL odkrył, że kałamarnice edytują swoje mRNA w jądrze w niewiarygodnym stopniu – o rzędy wielkości większe niż to, co dzieje się u ludzi.
„Myśleliśmy, że cała edycja RNA miała miejsce w jądrze, a następnie zmodyfikowane komunikaty RNA są eksportowane do komórki” – wyjaśnia Rosenthal.
Zespół wykazał jednak, że podczas gdy edycja zachodzi w obu przypadkach, zachodzi ona znacznie bardziej poza jądrem w aksonie niż wewnątrz jądra.
Ośmiornice, mątwy i kalmary wykorzystują edycję mRNA do zróżnicowania białek wytwarzanych w układzie nerwowym. Może to być jeden z powodów, dla których te stworzenia są znacznie mądrzejsze niż inne bezkręgowce.
„Pomysł, że informacje genetyczne można edytować na różne sposoby w komórce, jest nowy i poszerza naszą wiedzę na temat tego, jak pojedynczy projekt informacji genetycznej może prowadzić do złożoności przestrzennej” – pisze zespół w nowym artykule.
„Taki proces może precyzyjnie dostroić funkcję białka, aby pomóc zaspokoić specyficzne potrzeby fizjologiczne różnych regionów komórkowych”.
Chociaż jest to obecnie tylko interesujące badanie genetyczne kałamarnicy, biolodzy uważają, że ostatecznie ten typ układu może pomóc w leczeniu zaburzeń neurologicznych związanych z dysfunkcją aksonów.
CRISPR całkowicie zmienił grę, jeśli chodzi o edycję DNA w naszych komórkach, a RNA jest znacznie mniej stałe, a zatem edycja może być mniej niebezpieczna.
„Edycja RNA jest bezpieczniejsza niż edycja DNA” – powiedział Rosenthal.
Badanie zostało opublikowane w Nucleic Acids Research.
Źródła: Zdjęcie: Wikipedia Commons
