При зниженні температури води восьминоги підлаштовуються до неї, змінюючи РНК і набір білків, які виробляються в клітинах їх нервової системи.
Генетичний код зберігається в клітинах у вигляді ланцюгів ДНК. На цій основі синтезуються “проміжні” молекули РНК, які вже служать матрицею для виробництва білків. Кілька років тому у восьминогів виявили незвичайну здатність оперативно змінювати свої РНК, щоб адаптуватися до мінливих умов середовища. Тепер вчені показали, як це дозволяє їм підлаштовуватися до життя в більш холодній воді. Про це розповідається в статті, опублікованій в журналі Cell.
Джошуа Розенталь (Joshua Rosenthal) і його колеги з американської лабораторії морської біології (MBL) і Тель-Авівського університету проводили лабораторні експерименти з каліфорнійськими двопятнистими восьминогами Octopus bimaculoides. Температуру води в акваріумі повільно міняли, доводячи до 13 градусів Цельсія для однієї групи молюсків і до 22 градусів — для іншої. Виявилося, в більш холодній воді восьминоги вносили масові зміни в РНК: вчені знайшли у них майже 13 300 змінених ділянок проти 550 у головоногих в теплих акваріумах.
Зокрема, автори нової роботи показали, що редагування РНК на холоді зачіпає білки кінезин і синаптотагмін, які залучені в роботу нервової системи. Перший з них бере участь у внутрішньоклітинному транспорті речовин, і внесені в його РНК зміни призводять до синтезу білків, які рухаються більш повільно. Синаптотагмін ж працює в синапсах, реагуючи на присутність іонів кальцію; редагування РНК знижує його чутливість. Мабуть, таке ослаблення функцій обох білків дозволяє нервовим клітинам пригальмувати перебіг деяких внутрішніх процесів, приводячи їх у відповідність до більш повільного метаболізму на холоді.
Варто сказати, що багато тварин редагують РНК, однак, як правило, це стосується сигнальних молекул, які виконують регулюючі функції і не служать матрицею для синтезу білків. У людей подібні процеси зачіпають не більше трьох відсотків матричної РНК. У восьминогів же цей механізм заходить куди далі: його масштаби на порядок більше. Така особливість дозволяє їм гнучко підлаштовувати клітинний метаболізм під поточні зовнішні умови, хоча як саме вона виникла і працює — поки не зовсім зрозуміло.