При снижении температуры воды осьминоги подстраиваются к нему, изменяя РНК и набор белков, которые производятся в клетках их нервной системы.
Генетический код хранится в клетках в виде цепочек ДНК. На этой основе синтезируются «промежуточные» молекулы РНК, которые уже служат матрицей для производства белков. Несколько лет назад у осьминогов обнаружили необычную способность оперативно изменять свои РНК, чтобы адаптироваться к меняющимся условиям среды. Теперь ученые показали, как это позволяет им подстраиваться к жизни в более холодной воде. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Cell.
Джошуа Розенталь (Joshua Rosenthal) и его коллеги из американской Лаборатории морской биологии (MBL) и Тель-Авивского университета проводили лабораторные эксперименты с калифорнийскими двупятнистыми осьминогами Octopus bimaculoides. Температуру воды в аквариуме медленно меняли, доводя до 13 градусов Цельсия для одной группы моллюсков и до 22 градусов — для другой. Оказалось, в более холодной воде осьминоги вносили массовые изменения в РНК: ученые нашли у них почти 13300 измененных участков против 550 у головоногих в теплых аквариумах.
В частности, авторы новой работы показали, что редактирование РНК на холоде затрагивает белки кинезин и синаптотагмин, которые вовлечены в работу нервной системы. Первый из них участвует во внутриклеточном транспорте веществ, и внесенные в его РНК изменения приводят к синтезу белков, которые двигаются более медленно. Синаптотагмин же работает в синапсах, реагируя на присутствие ионов кальция; редактирование РНК снижает его чувствительность. По-видимому, такое ослабление функций обоих белков позволяет нервным клеткам притормозить течение некоторых внутренних процессов, приводя их в соответствие к более медленному метаболизму на холоде.
Стоит сказать, что многие животные редактируют РНК, однако, как правило, это касается сигнальных молекул, которые выполняют регулирующие функции и не служат матрицей для синтеза белков. У людей подобные процессы затрагивают не более трех процентов матричной РНК. У осьминогов же этот механизм заходит куда дальше: его масштабы на порядок больше. Такая особенность позволяет им гибко подстраивать клеточный метаболизм под текущие внешние условия, хотя как именно она возникла и работает — пока не совсем понятно.
Автор: Сергей Васильев