Když přijde na chobotnici, prostě se nestačíte divit.
Nejen proto, že jsou kluzké, ale také proto, že mají neuvěřitelnou schopnost geneticky upravovat – to jim umožňuje vyladit vlastní RNA poté, co opustila jádro.
To je to, co to znamená. Geny, alespoň u lidí, zůstávají do značné míry nezměněny, dokud nejsou rekombinovány a předány další generaci.
To je stejné pro naši messenger RNA (mRNA). Užitečné molekuly čtou naši DNA, vytvářejí krátké malé zprávy RNA a posílají je mimo jádro, aby řekly zbytku buňky, jaké proteiny mají být vytvořeny.
Jakmile tato mRNA opustí jádro, předpokládá se, že genetickou informaci, kterou nese, nelze změnit – ale nový výzkum ukázal, že tomu tak není u nervů chobotnice.
„Zjistili jsme, že chobotnice mohou modifikovat RNA na periferii buňky,“ říká genetik Woods Hole Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory (MBL).
„Funguje to tak, že masivně vyladíte nervový systém,“ řekl Rosenthal. „Toto je opravdu nový způsob evoluce.“
Tým vzal vzorky nervové tkáně z dospělého samčího dlouhosrstého chobotnice (Doryteuthis pealeii) a analyzoval expresi proteinu i transkript chobotnice, který je podobný genomu, ale pro mRNA.
Zjistili, že v chobotnatých nervech (nebo neuronech) byla mRNA upravována mimo jádro, v části buňky nazývané axon.
Tato úprava mRNA umožňuje chobotnici jemně doladit proteiny, které produkují v místních bodech. Díky tomuto objevu se chobotnice stala jedinými stvořeními, o kterých víme, že to dokážou.
Není to však poprvé, co chobotnice prokázaly svou genetickou zdatnost. V roce 2015 tým vědců z MBL objevil, že chobotnice upravuje jejich mRNA v jejich jádru neuvěřitelnou mírou – řádově více než to, co se děje u lidí.
“Mysleli jsme si, že veškerá editace RNA proběhla v jádru a poté se upravené zprávy RNA exportují do buňky,” vysvětluje Rosenthal.
Tým však ukázal, že zatímco k úpravám dochází v obou případech, děje se to podstatně více mimo jádro v axonu, než uvnitř jádra.
Chobotnice, sépie a chobotnice používají editaci mRNA k diverzifikaci proteinů produkovaných v nervovém systému. To může být jeden z důvodů, proč jsou tato stvoření mnohem chytřejší než ostatní bezobratlí.
“Myšlenka, že genetické informace lze v buňce upravovat různými způsoby, je nová a rozšiřuje naše chápání toho, jak může jediný projekt genetické informace vést k prostorové složitosti,” píše tým v novém článku.
„Takový proces může doladit funkci proteinu, aby pomohl uspokojit specifické fyziologické potřeby různých buněčných oblastí.“
I když se jedná právě o zajímavou genetickou studii pro chobotnice, biologové věří, že nakonec by tento typ systému mohl pomoci léčit neurologické poruchy, které zahrnují axonální dysfunkci.
CRISPR zcela změnil hru, pokud jde o editaci DNA uvnitř našich buněk, a RNA je výrazně méně konstantní, a proto může být editace méně nebezpečná.
“Editace RNA je bezpečnější než editace DNA,” řekl Rosenthal.
Studie byla publikována v Nucleic Acids Research.
Zdroje: Foto: Wikipedia Commons
