一项新的研究表明,众所周知章鱼足够聪明,可以被认为是来自外太空的外星人,它们具有一些令人惊讶的能力。
章鱼没有调节体温的能力。然而,章鱼可以保护自己免受水温突然变化的影响。
据说章鱼有能力在自己的大脑中快速重写 RNA(在活细胞内传递信息并参与蛋白质生产的分子),使它们能够对各种温度变化做出反应。
从 DNA 接收信息并合成蛋白质的 RNA
DNA(脱氧核糖核酸)是一种含有生物遗传信息的分子,就像生物的蓝图。它存在于细胞中,并通过突变一点一点地被改写。但这是几代人的缓慢变化。
另一方面,RNA(核糖核酸)是一种在活细胞内传递信息并参与蛋白质生产的分子。RNA 也携带遗传信息,但其作用与 DNA 不同。
RNA 从 DNA 接收信息并将其传递给蛋白质合成机器。换句话说,RNA 复制 DNA 并从这些副本合成蛋白质。这个过程被称为“遗传信息的转录”。
RNA 比 DNA 更灵活,因此可以快速重写。
DNA 蓝图中的信息被复制一次到信使 RNA (mRNA)。在以这种方式接收到蛋白质的蓝图后,mRNA 将其携带到制造蛋白质的工厂(核糖体)。
因此,如果你重写 RNA,你就可以改变所制造的蛋白质。
经常重写 RNA 的章鱼和乌贼
“通过重写 RNA,生物体可以随时随地表达不同的蛋白质,”伍兹霍尔海洋生物学研究所的 Joshua Rosenthal 解释说。
然而,一般来说,RNA 一旦制造,很少会被再次改写。然而,在章鱼和鱿鱼等动物中,这种 RNA 重写似乎经常发生。
一种可根据水温快速重写 RNA 的章鱼
罗森塔尔和他的同事们决定在一只章鱼身上进行测试,这种章鱼的全部遗传信息已经被阐明(加利福尼亚双斑章鱼)。
在实验中,章鱼被放在温水 (22°C) 或冷水 (13°C) 中数周,并将它们的 RNA 与 DNA 进行比较。
他们发现 RNA 在 20,000 个位点(占分析的三分之一)被重写。换句话说,RNA 的重写不是局部的,而是全局的和大规模的。
这种重写更可能发生在“与神经蛋白相关的 RNA”中,并且更像是“应对寒冷”而不是温暖。
重写速度也很快。水温的急剧变化可以在不到一天的时间内彻底重写 RNA。重写在 4 天后相当稳定,甚至在一个月后仍然如此。
还已经证实,这种 RNA 重写会改变实际产生的蛋白质的结构和功能。
这种机制不仅对水温的变化做出反应,甚至可能支持章鱼压倒性的智力。
RNA重写是否因氧气和社会环境的变化而发生?
章鱼没有调节体温的能力。然而,生活在海中的野生章鱼似乎通过重写它们的 RNA 来应对季节性温度变化。
为了支持这一点,夏季捕获的章鱼和冬季捕获的章鱼显示出与本实验中观察到的相似的 RNA 变化。
这种 RNA 编辑被认为不仅发生在加利福尼亚双斑章鱼身上,也发生在其他章鱼和鱿鱼身上。
然而,它究竟是如何完成的,以及为什么在寒冷的天气更容易重写,仍然不是很清楚。
未来,研究团队计划调查 RNA 是否不仅会因水温的变化而被改写,还会因氧气和社会环境的变化而被改写。