20รับ100 เซฟาโลพอดอาจแลกเปลี่ยนผลประโยชน์จากวิวัฒนาการเพื่อความฉลาดพิเศษ

20รับ100 เซฟาโลพอดอาจแลกเปลี่ยนผลประโยชน์จากวิวัฒนาการเพื่อความฉลาดพิเศษ

ระดับของการแก้ไข RNA ผิดปกติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสมองของสิ่งมีชีวิต

ปลาหมึก ปลาหมึก และปลาหมึกไม่ทำตามกฎที่กำหนดไว้ใน DNA 20รับ100 ของพวกมันเสมอไป การศึกษาใหม่แนะนำว่าการหลงผิดจากคำแนะนำทางพันธุกรรมที่กำหนดอาจเพิ่มความสามารถในการคิดของเซฟาโลพอด แต่ก็มีค่าใช้จ่าย

เมื่อยีนถูกคัดลอกจาก DNA ไปยัง RNA ปลาหมึกเหล่านี้จะแก้ไขทิศทางการสร้างโปรตีนของยีนอย่างหนักนักวิจัยรายงานวันที่ 6 เมษายนในCell การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับสายพันธุ์ปลาหมึก ปลาหมึก 2 สายพันธุ์ และปลาหมึกชนิดหนึ่ง คอลีออยด์ทั้งหมด หรือเซฟาโลพอดที่ไม่มีเปลือก แต่ละแห่งมีไซต์ RNA ระหว่าง 80,000 ถึง 130,000 ที่ได้รับการแก้ไข การแก้ไขระดับสูงนี้แตกต่างกับไซต์ที่แก้ไขเพียง 1,150 แห่งใน RNA จากหอยโข่งและ 933 แห่งในหอย

การแก้ไข RNA จะเปลี่ยนหนึ่งในหน่วยย่อยที่เก็บข้อมูลของ RNA จากนิวคลีโอไทด์อะดีโนซีนไปเป็นหน่วยที่เรียกว่าไอโนซีน การแทนที่นั้นสามารถเปลี่ยนวิธีที่เซลล์อ่านคำสั่งทางพันธุกรรมเพื่อสร้างโปรตีน โดยการแลกเปลี่ยนกรดอะมิโนหนึ่งตัวกับอีกตัวหนึ่งที่ไม่ได้ระบุไว้ในคำสั่งดีเอ็นเอ โดยทั่วไป การปรับแต่งโปรตีนดังกล่าวมีผลเสีย และวิวัฒนาการค่อยๆ ขจัดการเปลี่ยนแปลงออกไป ในสมองของมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ไซต์การแก้ไข RNA น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์เปลี่ยนคำสั่งการเข้ารหัสโปรตีน

แต่ปลาหมึก ปลาหมึกยักษ์ และปลาหมึกแก้ไขประมาณ 11 ถึง 13 เปอร์เซ็นต์ของ RNA ที่สร้างโปรตีนในสมองของพวกเขา นักชีววิทยาเชิงคำนวณ Noa Liscovitch-Brauer และ Eli Eisenberg จากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในอิสราเอลและเพื่อนร่วมงานค้นพบ เซฟาโลพอดแก้ไข RNA ในเนื้อเยื่ออื่นด้วย แต่ไม่มากเท่ากับในสมอง

ยีนบางตัวมีไซต์ที่แก้ไขได้หลายไซต์ Octopus และพี่น้องของพวกเขาอาจแก้ไขไซต์ทั้งหมดหรือแก้ไขบางส่วน แต่ไม่สามารถแก้ไขได้ การเพิ่มชุดค่าผสมที่มีการแก้ไขและไม่มีการตัดต่อทั้งหมดจะสามารถผลิตโปรตีนที่แตกต่างกันได้หลายร้อยถึงหลายพันแบบภายในเซลล์ “นำเสนอความซับซ้อนและความหลากหลายอันยิ่งใหญ่” Eisenberg กล่าว

นักวิจัยค้นพบว่าเซฟาโลพอดโคลออยด์ทั้งสี่ชนิดมีส่วนแก้ไข 1,146 แห่งในโปรตีน 443 ตัว สาเหตุที่สปีชีส์แก้ไข RNA ในที่เดียวกันนั้นยังไม่ชัดเจน แต่การแบ่งปันดังกล่าวเป็นสัญญาณว่าการแก้ไขที่ไซต์เหล่านั้นมีความสำคัญในวิวัฒนาการของเซฟาโลพอด

ผู้เขียนร่วม Joshua Rosenthal นักประสาทวิทยาจาก Marine Biological Laboratory ใน Woods Hole รัฐ Mass กล่าวว่า การแก้ไขเป็นที่แพร่หลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งในยีนที่รับผิดชอบต่อโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ประสาทในสมอง การแก้ไข RNA ดังกล่าวอาจทำให้เซฟาโลพอดมีความยืดหยุ่นในการคิด ซึ่งอาจมีส่วนสนับสนุน นักวิจัยแนะนำสำหรับพฤติกรรมที่ซับซ้อนเช่นการปลดล็อกกรงหรือการใช้เครื่องมือ

สายพันธุ์หอยโข่งมีความเกี่ยวข้องกับปลาหมึก 

ปลาหมึก และปลาหมึก แต่ไม่เป็นที่รู้จักในด้านความฉลาดของพวกมัน “บางทีอาจเป็นอัจฉริยะที่นิ่งเงียบ” Eisenberg กล่าว “แต่ [a] หอยโข่งเป็นใบ้เท่าที่เรารู้” นอติลุสมักจะไม่แก้ไข RNA นั่นไม่ใช่ข้อพิสูจน์ว่าการแก้ไข RNA มีส่วนทำให้เกิดความฉลาดของเซฟาโลพอด “แต่มันเป็นเหตุผลที่ดีที่จะตั้งสมมติฐาน” ไอเซนเบิร์กกล่าว

นักวิจัยกล่าวว่าการแก้ไข RNA จำนวนมากมีค่าใช้จ่าย ในการแก้ไข RNA นั้น RNA จะต้องพับเป็นรูปร่างที่ซับซ้อนและยืดออกโดยที่โมเลกุลที่เป็นเกลียวเดี่ยวจะก่อตัวเป็นเกลียวคู่ นักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์ของ DNA ที่จะบั่นทอนความสามารถในการสร้างโครงสร้างแบบสองเกลียวนั้นไม่ได้รับการต้อนรับใกล้กับไซต์แก้ไข RNA การกลายพันธุ์ของ DNA ทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมที่จำเป็นสำหรับวิวัฒนาการ ดังนั้นการจำกัดการเปลี่ยนแปลงของ DNA เพื่อสนับสนุนการแก้ไข RNA ได้ชะลอการวิวัฒนาการในสปีชีส์เหล่านี้ พบการกลายพันธุ์ของ DNA น้อยกว่าที่คาดประมาณ 10 ถึง 26 เปอร์เซ็นต์ในยีนที่แก้ไข RNA ใน coleoid cephalopods Eisenberg และเพื่อนร่วมงานคำนวณ

Jianzhi Zhang นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์กล่าวว่าการแลกเปลี่ยนไม่น่าแปลกใจ “มีค่าใช้จ่ายเสมอ” เขากล่าว

“ข้อมูลของพวกเขาชัดเจนในการแสดงให้เห็นว่าการแก้ไข RNA มีความสำคัญในสายพันธุ์เหล่านั้น” เขากล่าว แต่ในขณะที่พบว่าการแก้ไข RNA ในระดับสูงเช่นนี้ “น่าสนใจและน่าสนใจ” เขาคิดว่านักวิจัยไม่ได้พิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างพฤติกรรมที่ซับซ้อนและการแก้ไข RNA “คำถามคือ ‘มันกำลังทำอะไรอยู่’ ฉันไม่มีคำตอบ แต่ฉันคิดว่านี่เป็นคำถามที่สำคัญที่สุด” 20รับ100