链接章鱼和人类大脑的遗传相似性
头足类动物就像章鱼、鱿鱼和墨鱼和复杂的神经系统是非常聪明的动物。在“科学的进步”,一组由尼古拉斯Rajewsky马克斯·德尔布吕克中心已经表明,他们的进化是与一个戏剧性的扩张他们的microRNA曲目。
如果我们在进化历史远远不够,我们遇到最后一个已知的人类的共同祖先,头足类动物:一种原始像虫的动物以最小的情报和简单的眼点。后,动物王国可分为两组生物——那些骨干和那些没有。在脊椎动物,尤其是灵长类动物和其他哺乳动物,继续开发多样化的大型和复杂的大脑的认知能力,无脊椎动物没有。但有一个例外:头足类动物。
科学家们一直想知道为什么这样一个复杂的神经系统在这些软体动物才能够发展。现在,一个国际研究小组由马克斯·德尔布吕克中心和达特茅斯学院的研究人员在美国已经提出一个可能的原因。在一篇发表在“科学的进步”,他们解释,章鱼拥有大规模扩张的小分子核糖核酸(microrna)在他们的神经组织,反映了类似的发展发生在脊椎动物。“所以,这是连接我们章鱼!”尼古拉斯Rajewsky教授说,科学研究所主任柏林医学系统生物学的马克斯•德尔布吕克中心(MDC-BIMSB)的基因调控元素的系统生物学实验室,最后论文的作者。他解释说,这一发现可能意味着microrna扮演的基本角色发展的复杂的大脑。
2019年,Rajewsky读了出版关于章鱼进行遗传分析。科学家们发现很多RNA编辑发生在这些头足类动物——这意味着他们充分利用某些酶,可以重新编码的RNA。“这让我觉得章鱼可能不仅擅长编辑,但可能也有他们的花样其他RNA,“Rajewsky回忆说。所以他开始合作Stazione动物安东·多恩海洋研究站在那不勒斯,即把他的18种不同组织类型样本从死章鱼。
这个分析的结果也令人惊讶:“确实有很多RNA编辑,但不感兴趣的领域,我们认为,“Rajewsky说。最有趣的发现实际上是一群知名的RNA基因的急剧扩张,小分子核糖核酸。总共42小说microrna的家庭被发现,特别是在神经组织和主要在大脑。鉴于这些基因是守恒的头足类动物进化期间,研究小组得出结论他们显然是有益的动物,因此功能很重要。
Rajewsky研究microrna已经超过20年。而不是翻译成信使RNA,提供细胞中蛋白质生产的指令,这些基因编码RNA的小片段结合信使RNA,从而影响蛋白质的产量。这些结合位点也保存在头足类动物进化——另一个表明这些小说microrna的功能的重要性。
新微rna的家庭
“这是第三大扩张的microRNA家庭在动物世界里,最大的脊椎动物之外,”作者说Grygoriy Zolotarov,医学博士,一位乌克兰科学家被囚禁于Rajewsky MDC-BIMSB而完成医学院的实验室在布拉格,后来。“给你一个想法,牡蛎,也是软体动物,获得五新微家庭自上次祖先他们与章鱼——虽然章鱼获得90 !“牡蛎,Zolotarov补充道,完全不知道他们的智力。
Rajewsky的迷恋章鱼几年前就开始了,在一个晚上访问加州蒙特雷湾水族馆。“我看见这个生物坐在油箱的底部,我们花了几分钟——所以我想看着对方。”他说,看着一只章鱼看着鱼是截然不同的:“它不是很科学,但是他们的眼睛流露出一种智慧。照相机“章鱼有同样复杂的人类的眼睛。
从进化的角度来看,章鱼在无脊椎动物中是独一无二的。他们都一个中央大脑和周围神经系统——一个独立行动的能力。如果章鱼触手,触手仍然敏感的触觉和仍然可以移动。章鱼的原因是孤独的在开发此类复杂大脑功能在于他们可以使用他们的武器非常有目的地——工具打开贝壳,例如。章鱼还显示其他情报的迹象:他们非常好奇,能记住的事情。他们还可以认识人,实际上比其他人更喜欢一些。研究人员现在认为,他们甚至梦想,因为他们睡觉时改变颜色和皮肤结构。
像外国人的生物
“他们说如果你想遇到外星人,去潜水,和一只章鱼,交朋友”Rajewsky说。他现在计划与其他欧洲章鱼人员形成一个网络,将允许更大的科学家之间的交流。尽管社区目前较小,Rajewsky说章鱼越来越受到全世界的关注,包括行为的研究人员之一。他说,这是有趣的分析情报的一种形式,完全独立于我们自己的发展。但这并不容易:“如果你和他们做测试使用小零食作为奖励,他们很快就失去兴趣。至少,这是我的同事告诉我,“Rajewsky说。
“既然章鱼不是典型的生物模型,我们的分子生物学工具非常有限,”Zolotarov说。“所以我们还不知道哪些类型的细胞表达新的小分子核糖核酸。“Rajewsky的团队正在计划应用技术,开发Rajewsky的实验室,这将使章鱼组织中的细胞在分子水平上可见。
参考:Zolotarov G,弗洛姆B, Legnini我,等。小分子核糖核酸深感与大脑复杂的章鱼的出现。Sci副词。2022;8 (47):eadd9938。doi:10.1126 / sciadv.add9938
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