Головоногі активно використовують редагування РНК

Восьминоги відомі як спритні і кмітливі тварини. Можливо, їх секрет - в активному редагуванні РНК в тканинах нервової системи.

Міжнародна група дослідників з Ізраїлю, США і Пуерто-Рико виявила, що головоногі молюски, наприклад восьминоги, кальмари і каракатиці, часто використовують редагування РНК, щоб відрегулювати або змінити склад синтезованих білкових молекул.

Нова робота логічно продовжує більш ранні дослідження, в ході яких редагування РНК розглядалося як механізм для отримання нових білків в мозку кальмарів і восьминогів при змінах в навколишньому середовищі. Тепер вчені порівняли відповідні фрагменти ДНК і РНК шести видів головоногих: восьминогів Octopus vulgaris і O. bimaculoides, кальмара Doryteuthis pealeii, каракатиці Sepia oficianalis і двох більш примітивних представників класу, молюсків наутилуса і морського зайця. Після секвенування і відсіювання тих фрагментів, які могли бути пов'язані з помилками при транскрипції, вчені отримали РНК, яку можна було розглядати як продукт редагування. Ці фрагменти вивчили більш ретельно, з використанням протеомного аналізу на основі спектрометрії, секвенування РНК, отриманої з різних тканин головоногих, а також за допомогою функціональних експериментів і селективного аналізу.

Як повідомляється в дослідженні, опублікованому в журналі Cell, авторам роботи вдалося встановити, що посттранскрипційне редагування РНК впливає на значний відсоток генів головоногих. Редагування РНК більш активно йде в тканинах нервової системи, а також в РНК, яка пов'язана з генами, що оточують консервативні послідовності. Дослідники підкреслюють, що, судячи з отриманих результатів, головоногі можуть використовувати активне редагування РНК як альтернативу геномної еволюції. Остання передбачає зміни безпосередньо в ДНК.

"У загальному випадку, це спосіб синтезу білків, не закодованих в ДНК, білків, яких немає в геномі, - розповідає один з авторів роботи Елі Ейзенберг (Eli Eisenberg), біофізик і фахівець з нейронауків з Тель-Авівського університету (івр. . . Правило, що свідчить, що більша частина білків синтезується у відредагованому варіанті. Ми знаємо, що у цього явища є ціна - уповільнення еволюції геному. - Головоногі, можливо, вирішили домовитися з РНК, тоді як хребетні зробили інший вибір - геномну еволюцію замість редагування РНК ".

У хребетних редагування РНК зустрічається відносно рідко. А ось безхребетні головоногі здатні витягти аденозин з інформаційної РНК і замінити його інозином за допомогою спеціального ферменту.

«Оскільки в процесі синтезу білків інозин розпізнається як гуанозин, - пишуть автори, - цей процес допомагає змінювати кодони і тонко налаштовувати роботу білків».

На основі отриманих даних, дослідники змогли дійти висновку, що редагування РНК "особливо поширене у головоногих, які відрізняються складною поведінкою. [У них] виявлено десятки тисяч точок програми цього механізму ". Однак поки не цілком ясно, якою мірою кмітливість, спритність і здатність до нетривіальних соціальних взаємодій, характерна для таких головоногих, є наслідком редагування РНК.

"Для всіх головоногих зі складною поведінкою характерне активне редагування РНК, особливо в нервовій системі, - розповідає Джошуа Розенталь (Joshua Rosenthal), фахівець з нейробіології головоногих, який працює в Університеті Пуерто-Ріко (ісп. Universidad de Puerto Rico; UPR). - Редагування РНК - це витончений спосіб додати гнучкості вашому геному, але дуже важко визначити, коли і як воно використовується ".