Naujas mokslininkų darbas rodo, kad kalmarai turi išskirtinį gebėjimą greitai keisti, kaip jų ląstelės „perskaito“ genetinę informaciją, beveik neliesdami pačios DNR. Tyrėjai teigia, kad toks lankstumas tarp gyvūnų yra itin retas ir koleoidiniams galvakojams gali suteikti didžiulį prisitaikymo pranašumą.
Žmonėms ir daugeliui kitų gyvūnų būdingas RNR redagavimas, kai ląstelė laikinai pakoreguoja RNR instrukcijas, pagal kurias gaminami baltymai. Tačiau kalmarų, aštuonkojų ir sepijų atveju šis procesas, panašu, yra ypač intensyvus ir labiau nukreiptas į baltymus koduojančias genomo dalis.
Kas yra RNR redagavimas?
RNR redagavimas dažnai siejamas su ADAR fermentais, kurie gali pakeisti vieną „raidę“ RNR sekoje, taip pakoreguodami galutinį baltymą. Paprastai tariant, receptas lieka tas pats, bet prieš kepant galima pakeisti vieną ingredientą ir gauti kitokį rezultatą.
Skirtingai nei mutacijos DNR, tokie pokyčiai dažniausiai yra grįžtami ir priklauso nuo audinio ar aplinkos sąlygų. Dėl to organizmas gali greitai išbandyti skirtingas baltymų versijas, nepaversdamas jų paveldimomis, potencialiai žalingomis permainomis.
Ką parodė tyrimas su kalmarais?
Mokslininkai analizavo ilgapelekio pakrantinio kalmaro Doryteuthis pealeii baltymų visumą ir ieškojo, ką realiai pakeičia RNR redagavimas. Jie aptiko tūkstančius vietų, kuriose redagavimas susijęs su daugiau nei 2 000 baltymų, o tai rodo ne pavienį reiškinį, bet plačią biologinę strategiją.
Tyrime lygintas redagavimo mastas skirtinguose audiniuose, įskaitant regos skiltį, kuri yra svarbi kalmaro nervų sistemai ir regos apdorojimui, bei žiaunas. Regos skiltyje fiksuotas dažnesnis ir sudėtingesnis redagavimas, kas logiškai siejasi su galvakojų pažintiniais gebėjimais ir greitomis reakcijomis.
„Matėme poveikį baltymų aktyvumui, stabilumui, jų buvimo vietai ląstelėje ir net sąveikai su kitais baltymais. Pasekmės siekia net organelių būklės reguliavimą“, – sakė vienas iš tyrimo autorių Jackas Moenas.
Pasak mokslininkų, redagavimas gali keisti ir tai, kur ląstelėje atsiduria baltymai, pavyzdžiui, ar jie lieka periferijoje, ar juda branduolio kryptimi. Tokie pokyčiai gali turėti įtakos ląstelės „logistikai“ ir energijos valdymui.
Kodėl tai svarbu žmonėms?
Tyrėjai taip pat atkreipė dėmesį į galimą poveikį mitochondrijoms, kurios atsakingos už energijos gamybą, ir į sistemas, susijusias su staigiais energijos pliūpsniais. Jei RNR redagavimas leidžia efektyviau išlaikyti organelių stabilumą ar jų „apsitvarkymą“, tai gali paaiškinti, kodėl galvakojai taip gerai prisitaiko prie kintančių sąlygų.
Be to, identifikuota ir netikėta įvairovė: dalis trumpų baltymų formų nepateko nei į etaloninius kalmaro baltymų rinkinius, nei į plačiai naudojamas baltymų duomenų bazes. Tai leidžia spėti, kad reali baltymų įvairovė gali būti didesnė, nei iki šiol manyta, o kai kurie baltymų variantai gali būti labai specifiški tam tikroms būsenoms ar audiniams.
Mokslininkai pabrėžia, kad teorinis galimų variantų skaičius gali būti milžiniškas, tačiau dar neaišku, kiek jų kalmarai iš tiesų „naudoja“ kasdienėje biologijoje. Tolimesni tyrimai turėtų atsakyti, kodėl toks intensyvus RNR redagavimas būdingas būtent galvakojams ir kokią kainą, jei tokią turi, jis sukelia ląstelei.
Leave a Reply