Октоподите са открили невероятен начин да предпазят по-деликатните елементи на нервната си система от радикална промяна на температурата. Когато условията се променят, те могат бързо да пренапишат ключови протеини в нервните си клетки, като гарантират, че критичните неврологични дейности ще останат функционални при рязко понижение на температурите.

Как го правят? Като използват рядка свръхспособност - редактират своята РНК в движение, способност, която се среща при някои видове октоподи, калмари и сепии, съобщава „Сайънс Алерт“.

Това е необичайна стратегия, но изглежда ефективна и учените смятат, че тя може да бъде широко разпространена в света на главоногите.

"Обикновено смятаме, че генетичната ни информация е фиксирана, но околната среда може да повлияе на начина, по който кодирате протеини, и при главоногите това се случва в огромен мащаб", казва морският биолог Джошуа Розентал от Морската биологична лаборатория към Чикагския университет, главен автор на новото изследване, публикувано в Cell. "РНК прекодирането дава на организмите възможността да експресират разнообразна петорка от протеини, когато и където решат. При главоногите по-голямата част от прекодирането е за белтъци, които са наистина важни за функционирането на нервната система, така че естественият въпрос е дали те използват това, за да се приспособят към промените във физическата си среда?"

Нашите собствени генетични инструкции за оцеляване могат да се променят, но това обикновено става бавно, с поколенчески промени в ДНК. Вариациите в генетичния код определят крайната форма и функцията на отделните протеини, които изграждат телата ни, включително системите и структурните опори в мозъка ни.

ДНК обаче не създава протеините директно. Тези химически кодирани инструкции остават в ядрото на клетките, издавайки шаблони чрез междинна молекула, наречена информационна РНК (или иРНК), която се придвижва от ядрото към заобикалящата го глутница, за да захрани малките машини за изграждане на протеини. При повечето организми това е доста просто; след като шаблонът е издаден, РНК не се променя повече. При главоногите обаче нещата стоят по малко по-различен начин.

През 2015 г. учените откриват, че калмарите, сепиите и октоподите могат да променят РНК, след като тя е напуснала ядрото, редактирайки я в движение, което позволява бърз физиологичен отговор на... какво?

Някои учени смятаха, че това може да е причината главоногите да са толкова странно, очарователно умни, но причината за това убягваше и озадачаваше учените.

Адаптирането към временни промени в околната среда изглеждаше правдоподобно обяснение. Морските организми са подложени на широк диапазон от температури, а октоподите нямат способността за активна терморегулация. Редактирането на РНК би предложило способността да се променя и отново да се променя според условията, без дългосрочното прилагане и относителната постоянност на редактирането на ДНК.

Така че, ръководен от морския биолог Матю Бърк от Морската биологична лаборатория и университета "Сейнт Франсис", екип от изследователи подложи на проверка тази идея. Обект на изследването им са калифорнийските двукраки октоподи (Octopus bimaculoides), чийто цял геном е секвениран за първи път през 2005 г., което го прави полезно животно за разбиране на генетичните промени.

Изследователите аклиматизират тези октоподи към топла вода с температура 22 градуса по Целзий или много по-студена вода с температура 13 градуса по Целзий, след което сравняват генетичната им информация с генома от базата данни. Специално са разгледали над 60 000 известни места за редактиране и това, което са открили, е било изумително.

"Чувствително към температурата редактиране се наблюдаваше на около една трета от нашите места - над 20 000 отделни места - така че това не е нещо, което се случва тук или там; това е глобално явление", казва физикът Ели Айзенберг от Университета в Тел Авив, съавтор на статията. "Но при това не се случва еднакво: протеините, които се редактират, обикновено са нервни протеини и почти всички места, които са чувствителни към температурата, са по-силно редактирани на студено."

Така че редактирането изглежда е в отговор на аклиматизацията към студена, а не към топла вода, като засяга невронни протеини, които конкретно са чувствителни към ниски температури.

Екипът също така проверил колко бързо се извършват промените. Те променили температурата в аквариума на октоподите от 14 градуса по Целзий на 24 градуса по Целзий или обратно, като в продължение на 20 часа настройвали температурата нагоре или надолу със стъпка от 0,5 градуса в продължение на 20 часа. Те тествали степента на редактиране на РНК във всеки октопод непосредствено преди започване на промяната на температурата, непосредствено след това и четири дни по-късно.

Изследователите установяват, че това става много бързо.

"Нямахме реална представа колко бързо може да се случи това: дали отнема седмици или часове", обяснява Бърк. "Можехме да видим значителни промени за по-малко от ден, а в рамките на четири дни те бяха на новите стабилни нива, в които ги откриваме след месец."

Съществуват и други променливи на околната среда, които биха могли да предизвикат реакция. Те включват ниско съдържание на кислород, замърсяване и променящи се социални условия.

Изследователите подозират, че редактирането на РНК е доста широко разпространена стратегия сред октоподите и калмарите, за да останат живи при промени в околната среда, и планират да проучат по-подробно как се използва тя. /БГНЕС