Біохакери підводного світу. Восьминоги можуть перепрограмувати свій "мозок", на льоту редагуючи РНК

Восьминоги неймовірно розумні й це не секрет, проте тепер дослідники виявили, що вони також мають дивовижну надздібність — головоногі молюски знайшли неймовірний спосіб захистити тонші частини своєї нервової системи від температур, що радикально змінюються, пише Science Alert.

Вчені виявили, що коли температурні умови занадто коливаються, головоногі можуть швидко перекодувати ключові білки у своїх нервових клітинах. Це гарантує, що найважливіша неврологічна діяльність продовжить працювати навіть при різкому падінні температури.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У новому дослідженні вчені з Лабораторії морської біології університету Чикаго зосередилися на тому, щоб розгадати секрет цієї надздібності редагувати РНК буквально на льоту, яка властива деяким видам восьминогів, кальмарів і каракатиць.

За словами старшого автора дослідження, морського біолога Джошуа Розенталя, ця стратегія здається вельми незвичайною, проте вона також дуже ефективна і, схоже, поширена в усьому світі головоногих молюсків. Вчений зазначає, що, як правило, ми вважаємо, що наша генетична інформація фіксована, проте навколишнє середовище насправді може впливати на те, як ми кодуємо білки. Однак у головоногих це відбувається у величезних масштабах.

Перекодування РНК насправді дає організмам можливість активувати різноманітні білки залежно від цього, що відбувається у навколишньому середовищі. Вчені виявили, що головоногі використовують перекодування в білках, які дійсно важливі для функціонування нервової системи.

Для більшості організмів справедливим є той факт, що як тільки "матриця" випущена, у РНК більше не відбувається жодних змін. Однак у світі головоногих все зовсім інакше. Ще у 2015 році вчені виявили, що восьминоги, каракатиці та кальмари здатні модифікувати власну РНК вже після того, як вона залишила ядро. По суті, це відбувається "на льоту", що забезпечує швидку фізіологічну реакцію. Проте вчені довгий час не розуміли реакцію, на що саме це активізує.

Деякі теорії припускали, що саме цим зумовлений неймовірний інтелект головоногих молюсків, інші вважали, що це може бути адаптацією до тимчасових змін навколишнього середовища. Мешканці морів піддаються впливу широкого спектра температур, а у восьминогів, наприклад, відсутня активна терморегуляція. Тому дослідники припустили, що редагування РНК дозволяє їм пристосовуватися до змін температур.

У новому дослідженні вчені під керівництвом морського біолога Метью Бірка із Морської біологічної лабораторії та Університету Святого Франциска вирішили перевірити цю теорію. Об'єктом їхнього вивчення стали каліфорнійські двоточкові восьминоги, повний геном яких було описано лише 2005 року.

Під час дослідження вчені змінювали температуру з 22 градусів за Цельсієм до 13 градусів, а потім порівняли генетичні дані восьминогів із геномом з бази даних. Вчені виявили, що температурно-залежне редагування відбулося у понад 20 000 окремих місць РНК, що робить цей процес глобальним.

Дослідники виявили, що процес редагування не є однаковим: як правило, білки, що редагуються, є нервовими білками, а майже всі ділянки, чутливі до температури, сильніше редагуються в холодній воді. Дослідники дійшли висновку, що редагування РНК, певно, є відповіддю на різку зміну температури води, а саме різкого похолодання.

Щоб виключити ймовірність того, що подібна реакція була викликана лабораторними дослідженнями, вчені також перевірили свою теорію на диких каліфорнійських двоточкових восьминогах влітку і взимку, і виявили схожі процеси. Також вчені виявили, що цей процес відбувається надзвичайно швидко — значні зміни відбуваються менш як за день.

Раніше Фокус писав про те, як восьминоги полюють зі смертельною точністю: вивчають слабкості та б'ють чітко в ціль.