章鱼编辑他们的RNA适应寒冷

每个细胞都有一个有限的指令集编码的DNA 。 然而,生活是不可预测的 ,和w 母鸡环境变化, 动物 需要灵活性 适应新环境 。新的研究由 约书亚·罗森塔尔 的 海洋生物实验室 (MBL) 和 伊莱Ei senberg 特拉维夫大学 表明,章鱼和他们的近亲 优雅的调整 环境 挑战 通过修改他们的RNA - - - - - - 一个中介 DNA分子表达 的方向。

在一个 新的研究 出现在 细胞 6月8日, 罗森塔尔 和他的同事们一个巨大的文件 上升在RNA编辑 章鱼、鱿鱼和墨鱼 被称为coleoid头足类动物, 适应冷水。 后 冷却 的 章鱼的坦克 , 团队看到增加 蛋白质 - - - - - - 改变活动 在 超过13000 核糖核酸 网站 在 动物的神经系统。在两个 情况下,他们如何调查 换掉一个字母 的 核糖核酸 分子的 代码 改变了 功能的蛋白质 的 神经元 生产 。

通过RNA编辑,头足类动物似乎已经找到了一个独特的调整方式 自己的生理 根据罗森塔尔,资深科学家 MBL。

“我们习惯于将一切生物 预编程序从出生与一个特定的指令 ”, 他 说。“环境可以影响遗传信息, 我们所示头足类动物,是一个新概念 。 ”

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细胞的 DNA分子机器的指令编码转录成RNA,一些的 继续使蛋白质。研究人员发现,细胞有能力更换 四个成员 - - - - - - 遗传密码信 , 一个 denosine, 替代 分子, 我 nosine, 表现得像 G uanosine,最初的四个之一。而相同的过程发生在人类和 大多数 其他 动物 ,它很少影响绑定的RNA 生产 蛋白质。

2015年 , 罗森塔尔和他的同事们发现,乌贼 雇佣 这 种蛋白质 - - - - - - 改变 RNA编辑 (称为 - - - - - - 来 - - - - - - 我) 大规模 , 后来显示相同的章鱼。

对我们来说是一个大问题,”什么 他们使用它吗?“罗森塔尔说。

因为编辑改变RNA只是暂时的,研究人员怀疑这些动物用它来适应 他们的环境 。 在目前的研究中,他们专注于其中一个因素的影响 、温度、内神经系统。 温度很重要,因为它支配着 酶的活性,进而推动化学反应至关重要 生理过程。

就像其他头足类动物, 的 加州两个 - - - - - - 现货章鱼 ( 章鱼bimaculoides ) 他们研究了 不能产生 它的 自己的身体热量抵消温度 滴, 陪潮汐, 的变化 水 深度 , 和季节。

适应后 章鱼在温暖的自然温度范围 (22摄氏度 / 华氏72度)和酷 ( 约13摄氏度 / 55华氏度),研究人员检测了 他们的RNA。在其 分子的代码 在地方,他们跟踪活动 他们 已经知道编辑发生 。 章鱼在寒冷的坦克,他们发现 显著增加 在13285 一个地点 - - - - - - 信改变改变蛋白质。对于那些在温暖的坦克,他们 在550个这样的地方发现波澜。

遵循 - - - - - - 实验表明RNA编辑可能帮助动物适应逐渐变化, 而不是快速的联系在一起,例如,从温暖的表层水了 冷却器深度。

确证实验室工作, 马修·比尔克 现在,圣弗朗西斯助理教授 在宾夕法尼亚大学,记录温度在冬季和夏季末章鱼洞穴附近, 然后收集的动物 。

在同事的帮助下密歇根大学和德州理工大学 团队 调查 如何 核糖核酸 编辑调整两种蛋白质的功能 那 至关重要的神经 函数 在章鱼 。第一个 蛋白质 ,驱动蛋白 - - - - - - 1,渡轮货物沿着长分支的神经元 。RNA编辑,他们发现,这个分子的速度变化。同样,它会改变 蛋白质的反应称为synaptotagmin 使 沟通 神经元之间。

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头足类动物可能使用这种形式的基因修补 广告 只是 变化 很多方面, 好吧 除了 适应冷水,罗森塔尔嫌疑犯。 “我认为这 冰山的一角 , ” 他说年代 本研究的发现。

这或许可以解释,在某种程度上,这些生物 取得了 复杂的行为。章鱼 西文 , 例如,可以 解决机械难题 伪装和模仿颜色和纹理 他们自己。这样的功能要求 uire复杂组成的神经系统 的蛋白质 。

“他们使用什么样的机制来创造这种复杂性?我相信RNA编辑就是其中之一 ,”罗森塔尔说。

参考: 比尔克马,Liscovitch-Brauer N, Dominguez MJ,萨顿RB,艾森伯格E,罗森塔尔JJC。与温度有关的RNA编辑章鱼广泛重新编码神经蛋白质组。细胞。2023年。doi:10.1016 / j.cell.2023.05.004

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