Независимо от того, теплая или холодная вода, осьминоги настраивают РНК в мозгу, чтобы голова оставалась ясной: NPR

Ари Дэниэл

Калифорнийский двухточечный осьминог может редактировать РНК в своем мозгу в огромных масштабах, что, вероятно, позволяет ему сохранять ясную голову как в теплой, так и в прохладной воде. Том Кляйндинст/Морская биологическая лаборатория скрыть подпись

Осьминоги любопытны и умны. Они могут решать лабиринты и головоломки, использовать инструменты и являются мастерами камуфляжа. Эти сложные способности основаны на их сложном и гигантском мозге.

Теперь в журнале Cell исследователи сообщают, что осьминоги способны редактировать генетическую информацию, чтобы быстро реконструировать свой мозг, когда он сталкивается с изменениями в окружающей среде.

Эти результаты проливают новый свет на невероятную приспособляемость этих существ, меняющих форму, и могут помочь ученым разработать методы лечения проблемных мутаций в нашем собственном организме.

Осьминоги считаются одними из самых умных беспозвоночных животных на планете, с развитым мозгом и сложной нервной системой. У других животных с таким большим мозгом обычно следует обращаться осторожно.

Просто подумайте о своем хрупком мозге. Он заключен в череп, наполнен кислородом и настроен на работу при относительно стабильной температуре тела. «Мы тратим массу энергии на поддержание постоянной температуры», — говорит Джош Розенталь, нейробиолог из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, штат Массачусетс. «И во многом это делается для того, чтобы наша нервная система могла работать более эффективно».

Слишком жарко (при лихорадке) или слишком холодно (при переохлаждении) наш мозг начинает отключаться — и это всего на несколько градусов от нормы. Таким образом, наши тела поддерживают постоянную температуру.

У осьминогов нет такой роскоши. Их мозг требует такой же заботы, как и наш, но они находятся в мягких телах, плавающих в воде, температура которой может колебаться примерно на 20 градусов.

«Трудно поддерживать сложную нервную систему в условиях изменения температуры», — говорит Розенталь. «И это создает проблемы».

Осьминоги преодолели эту проблему с помощью уникального трюка, спрятанного внутри их клеток. Это связано с молекулой под названием РНК, которая используется для перевода ДНК в белки, из которых состоит наш организм. Если использовать аналогию, предположим, вы хотите испечь буханку хлеба и заходите в библиотеку, полную кулинарных книг.

«Сама кулинарная книга уже напечатана, и я не могу ее изменить», — говорит Мэтью Бирк, биолог из Университета Святого Франциска. «Но что я могу сделать, так это сделать копию, отнести ее домой на кухню» и испечь там хлеб.

Здесь кулинарные книги — это ДНК, которая жестко запрограммирована и неизменна, хлеб — это белок, который ваше тело хочет производить, а РНК — это копия рецепта, который объясняет, как это сделать. РНК не склонна сильно меняться. Это просто мессенджер.

Но что, если вам не хватает какого-то ингредиента, например сливочного масла?

«Если у вас есть такие инструкции, вы как бы попали в тупик», — говорит Розенталь. «Но если вы знаете, что масло подойдет так же хорошо — если вы можете отредактировать этот рецепт и добавить его, тогда это дает вам гибкость».

В мозгу большинства животных — от рыб до птиц, пчел и людей — редактируется лишь несколько процентов РНК. Но внутри мозга осьминогов и их родственников это происходит в огромных масштабах, затрагивая более 60%.

Исследователи задались вопросом, может ли что-то в окружающей среде этих животных быть причиной всех этих изменений, например, температура. Бирк решил провести эксперимент с помощью калифорнийского двухточечного осьминога, который в сморщенном состоянии имеет размер футбольного мяча.

«Они очень похожи на обычного осьминога, — говорит Бирк, — хотя у него есть два переливающихся синих пятна, которые пытаются отпугнуть хищника». Он говорит, что они озорные и хорошо маскируются. А их прибрежная среда обитания в южной Калифорнии и северной Мексике колеблется между теплым летом и прохладной зимой.