Kalmareiden suhteen et voi vain olla ihmettelemättä.
Ei vain siksi, että ne ovat liukkaita, mutta myös siksi, että heillä on uskomaton kyky muokata geneettisesti – tämä antaa heille mahdollisuuden virittää oma RNA: nsa sen jälkeen, kun se on poistunut ytimestä.
Tätä se tarkoittaa. Geenit, ainakin ihmisissä, pysyvät suurelta osin muuttumattomina, kunnes ne yhdistyvät ja siirtyvät seuraavalle sukupolvelle.
Tämä on sama messenger-RNA: llemme (mRNA). Hyödylliset molekyylit lukevat DNA: ta, luovat lyhyitä pieniä RNA-viestejä ja lähettävät ne ytimen ulkopuolelle kertomaan muulle solulle, mitkä proteiinit on tarkoitus rakentaa.
Kun tämä mRNA on poistunut ytimestä, uskotaan, että sen kantamaa geneettistä tietoa ei voida muuttaa – mutta uudet tutkimukset ovat osoittaneet, että näin ei ole kalmarien hermoissa.
“Huomasimme, että kalmari voi modifioida RNA: ta solun kehällä”, kertoo Woods Hole -genetikko Joshua Rosenthal Marine Biological Laboratory (MBL): stä.
“Se toimii säätämällä hermostoa massiivisesti”, Rosenthal sanoi. “Tämä on oikeastaan uusi tapa evoluutioon.”
Ryhmä otti hermokudosnäytteet aikuiselta pitkäkarvaiselta kalmarilta (Doryteuthis pealeii) ja analysoi proteiiniekspressiota sekä kalmari-transkriptiota, joka on samanlainen genomissa mutta mRNA: lla.
He havaitsivat, että kalmarihermoissa (tai hermosoluissa) mRNA: ta muokattiin ytimen ulkopuolella, solun osassa, jota kutsutaan aksoniksi.
Tämän mRNA-muokkauksen avulla kalmari hienosäätää tuottamiaan proteiineja paikallisissa pisteissä. Tämän löydön ansiosta kalmari on ainoa tiedämme olento, joka voi tehdä tämän.
Tämä ei kuitenkaan ole ensimmäinen kerta, kun kalmarit ovat osoittaneet geneettisen kykynsä. Jo vuonna 2015 joukko tutkijoita MBL: stä havaitsi, että kalmari muokkaa mRNA: ta ytimessään uskomattomassa määrin – suuruusluokkaa enemmän kuin mitä ihmisillä tapahtuu.
“Luulimme, että kaikki RNA: n muokkaus tapahtui ytimessä, ja sitten modifioidut RNA-viestit viedään soluun”, Rosenthal selittää.
Mutta joukkue osoitti, että vaikka muokkaus tapahtuu molemmissa tapauksissa, se tapahtuu huomattavasti enemmän aksonin ytimen ulkopuolella kuin ytimen sisällä.
Mustekalat, seepiat ja kalmarit käyttävät mRNA-muokkausta hermostossa tuotettujen proteiinien monipuolistamiseksi. Tämä voi olla yksi syy siihen, miksi nämä olennot ovat paljon älykkäämpiä kuin muut selkärangattomat.
“Ajatus siitä, että geneettistä tietoa voidaan muokata eri tavoin solussa, on uusi ja laajentaa käsitystämme siitä, kuinka yksittäinen geneettisen tiedon projekti voi johtaa alueelliseen monimutkaisuuteen”, tiimi kirjoittaa uudessa artikkelissa.
“Tällainen prosessi voi hienosäätää proteiinin toimintaa auttaakseen vastaamaan eri solualueiden erityisiä fysiologisia tarpeita.”
Vaikka tämä on vain mielenkiintoinen kalmarien geneettinen tutkimus juuri nyt, biologit uskovat, että viime kädessä tällainen järjestelmä voi auttaa hoitamaan neuronaalisia häiriöitä, joihin liittyy aksonin toimintahäiriöitä.
CRISPR on muuttanut pelin täysin, kun on kyse DNA: n muokkaamisesta soluissamme, ja RNA on huomattavasti vähemmän vakio, joten muokkaus voi olla vähemmän vaarallista.
“RNA: n muokkaus on turvallisempaa kuin DNA: n muokkaus”, Rosenthal sanoi.
Tutkimus julkaistiin julkaisussa Nucleic Acids Research.
Lähteet: Kuva: Wikipedia Commons
