Кальмары редактируют свои собственные генетические инструкции

Ученые обнаружили, что кальмары массово редактируют свои собственные генетические инструкции не только в ядре своих нейронов, но и в аксоне – длинных, тонких нейронных отростках, которые передают электрические импульсы другим нейронам. Это первый раз, когда редактирование генетической информации наблюдается за пределами ядра животной клетки.

Исследование, проведенное Изабель К. Вальесильо-Вьехо и Джошуа Розенталем из Морской биологической лаборатории (MBL), Вудс-Хоул, опубликовано на этой неделе в журнале Nucleic Acids Research.

Это открытие дает еще один толчок “центральной догме” молекулярной биологии, которая утверждает, что генетическая информация передается с ДНК в РНК для синтеза белков. В 2015 году Розенталь и его коллеги обнаружили, что кальмары «редактируют» свои инструкции РНК посланника в необычайной степени – на порядок больше, чем люди – что позволяет им точно настроить тип белков, которые будут продуцироваться в нервной системе.

Вверху – схема анатомии кальмара, показывающая местонахождение «гигантского аксона», необычно большого нейронного отростка, который частично контролирует систему реактивного движения кальмара, используемого для очень быстрого движения, атак и побегов. Ниже приведена схема нейрона, показывающая местоположение ядра, где ранее предполагалось редактирование РНК, и аксона, где локальное редактирование РНК было идентифицировано в кальмаре.

«Но мы думали, что все редактирование РНК происходило в ядре, а затем модифицированные мессенджерные РНК экспортируются в клетку», – говорит Розенталь, старший автор настоящего исследования. «Теперь мы показываем, что кальмары могут модифицировать РНК на периферии клетки. Это означает, что теоретически они могут модифицировать функцию белка для удовлетворения локализованных потребностей клетки. Это дает им много возможностей для адаптации генетической информации».

Команда также показала, что мессенджеры РНК(мРНК) редактируются в аксоне нервной клетки с гораздо большей скоростью, чем в ядре.

У человека дисфункция аксона связана со многими неврологическими расстройствами. Выводы из настоящего исследования могут ускорить усилия биотехнологических компаний, которые стремятся использовать этот естественный процесс редактирования РНК на людях для терапевтической пользы.

Ученые из Тель-Авивского университета и Университета Колорадо в Денвере сотрудничали с учеными MBL в этом исследовании. Ранее Розенталь и его коллеги показали, что осьминоги и каракатицы также сильно зависят от редактирования мРНК для диверсификации белков, которые они могут продуцировать в нервной системе. Вместе с кальмарами эти животные известны поразительно сложным поведением по сравнению с другими беспозвоночными.

Исследование: http://dx.doi.org/10.1093/nar/gkaa172

Вас также может заинтересовать:

Этот белок может восстанавливать разрывы ДНК, связанные со старением и раком

Ученые теперь могут редактировать несколько фрагментов генома одновременно