https://bodybydarwin.com
Slider Image

Els pops poden editar bàsicament els seus propis gens

2021

Ets un organisme complex. Es socialitza amb la família i els amics, es resolen trencaclosques i es decideixen. Els humans poden ser alguns dels animals més cerebrals del planeta, però sabem que no estem sols en tenir una mena de complexitat conductual. Els corbs utilitzen eines. Els primats creen estructures socials increïbles. Les balenes es congreguen.

Però tots aquests crítics tenen una cosa en comú: són vertebrats. Els membres del nostre subphylum comparteixen més que una columna vertebral; El nostre avantpassat comú ens ha dotat d’una mena d’estructura i sistema nerviós central que es presta a la complexitat conductual.

I després hi ha cefalòpodes. Poden resoldre un nombre impactant de trencaclosques complexos, cosa que suggereix una cognició que és rival amb els que es troben al món dels vertebrats, tot i que van compartir per última vegada amb nosaltres un avantpassat comú amb almenys 500 milions d’anys. Al món dels invertebrats, els polp, els calamars i la sípia es distingeixen.

És possible que finalment tinguem alguna idea de per què. Segons un estudi publicat a Cell, aquestes criatures tenen una capacitat estranya de manipular les instruccions que es troben al seu ADN. Una panache sense precedents per a l’edició d’ARN pot explicar per què els cefalòpodes són tan brillants i adaptables.

Probablement recordeu l’ARN de la vostra classe de biologia de l’institut. L’ADN és com un model d’instruccions genètiques que ens han estat plantejades a la concepció. L’ADN és estable i segrestat (majoritàriament) al nucli, mantenint la informació genètica segura per transmetre-la a la següent generació, mentre que el seu ARN germà monocatenari tradueix aquestes indicacions en ordres marcants. Quan l’ADN diu “hauríem de produir aquestes proteïnes en aquest moment l’ARN surt al món del citoplasma i ho fa realitat.

Però de vegades l’ARN es rebel·la. De vegades hi intervenen enzims, extreure les bases d’adenenosina d’ARN que codifiquen certes proteïnes i substituir-les per bases d’inosina. Quan això succeeix, es pot "editar" l'ARN per produir una proteïna diferent de la que demana l'ADN.

"Fa uns 25 anys, la gent va identificar el primer exemple d'edició de l'ARN en mamífers. Hi va haver alguns casos en què es veia l'ADN dient una cosa i després es veia que la proteïna real era diferent", diu el coautor de l'estudi Eli Eisenberg, biofísic. a la Universitat de Tel Aviv a Israel. Eisenberg co-dirigeix ​​l'estudi amb Joshua Rosenthal al laboratori biològic marí, tot i que tots dos apunten a Noa Liscovitch-Brauer de Tel Aviv com a impulsora de la investigació.

Segons Eisenberg, fa dues dècades, l'estudi d'aquest fenomen es va limitar a un grapat de casos trobats per accident. Però en els darrers anys, els científics han fet un enfocament més sistemàtic i van trobar que els humans també utilitzem ocasionalment aquest truc genètic. Però per a nosaltres és un fet rar. Tenim molts llocs on es pot produir l’edició, però la majoria es troben a parts del genoma amb un ADN “brossa” que no codifica res. Dels 1.000 llocs de codificació on es podria produir l’edició, només hi ha unes dotzenes en llocs on l’edició podria tenir un impacte important.

Els calamars, que tenen el mateix nombre de gens, tenen al voltant d'11.000 d'aquests llocs útils.

El nou estudi, que va fer un seguiment dels llocs d’edició de l’ARN en diverses espècies de cefalòpodes, es va basar en investigacions anteriors que van trobar que els pulpos utilitzen l’edició d’ARN per adaptar-se ràpidament als canvis de temperatura i que l’edició extensiva es produeix en el teixit neural del calamar. A l’hora d’examinar espècies addicionals, els investigadors van determinar que aquest aspecte d’ARN editable és gairebé universal entre els cefalòpodes i les excepcions que demostren la regla proporcionen algunes pistes fascinants.

Tots els membres de la subclasse "coleoides", sípies, sípies, polpus, que els investigadors van examinar van tenir aquest impuls en l'edició de l'ARN. Però el nautilus cambrat, que es considera una bèstia primitiva en comparació amb els seus cosins intel·ligents, tenia nivells molt inferiors d’edició d’ARN. Un cosí mol·lusc encara més llunyà (no un cefalòpode) provat per a la seva comparació tenia nivells igualment baixos.

Com que gran part de l’edició d’ARN es produeix en el teixit cerebral, els investigadors creuen que aquesta correlació pot indicar que el procés ajuda a donar a alguns cefalòpodes la seva intel·ligència. Precisament com o per què es produeix aquest procés és una qüestió per a futurs estudis. Però una cosa és certa: l’edició d’ARN pot fer una espècie increïblement flexible.

"Per a nosaltres, generalment quan tenim un gen, la codificació es pot millorar mitjançant la mutació. Aquesta és la imatge general de l'evolució, on apareix una mutació per adaptar la proteïna a les necessitats de l'organisme. Eisenberg". Però quan canvieu la L’ADN, és de pèl dur. Ho canvieu i això és ".

El procés d’edició d’ARN és molt més adaptable.

"Pot ser que editeu l'ARN en un teixit, diguem-ne al cervell, i no en un altre, com explica el múscul Eisenberg". Pot tenir la proteïna antiga produïda en condicions normals i una de nova quan estigueu en estrès. Podeu editar-la o no a diferents nivells Podeu tenir la versió editada i no editada a la mateixa cel·la, treballant conjuntament. "

Els investigadors ja han vist que els pops que s'han d'adaptar a les temperatures canviants utilitzen l'edició de l'ARN per fer-ho, però les possibilitats són realment infinites. Eisenberg i els seus col·laboradors esperen investigar altres canvis ambientals (com l’acidificació dels oceans, una preocupació creixent en l’època del canvi climàtic) per veure quin tipus d’adaptacions contràries es pot implementar un cefalòpode segons sigui necessari.

Així que si l’edició d’ARN és un truc tan fantàstic, per què els humans no ho fem més sovint?

"Aquesta és una pregunta que ara podem començar a respondre, perquè ara tenim aquests animals que ho fan tot el temps per comparar-nos a Eisenberg". Però tenim alguna idea del preu que paguen.

Sembla probable que els cefalòpodes hagin produït un compromís evolutiu seriós: per mantenir la flexibilitat de l’edició extensiva d’ARN, potser han renunciat a la possibilitat de fer canvis genètics de cable dur en forma de mutació. Dit d'una altra manera, la seva evolució pot quedar atordida. Això és degut a que les estructures que permeten l’edició d’ARN són complexes i han de situar-se precisament a la part dreta del genoma. El tipus de mutacions que ajuden els humans a adaptar-se i a sobreviure de generació en generació dificultarien probablement la capacitat d’un cefalòpode per emprendre l’edició al vol amb aquest aplom.

"Aquests resultats s’ajusten bé al que s’ha caracteritzat anteriorment en cefalòpodes, però d’altra manera són inesperats del que sabem sobre altres animals, destacant la importància d’estudiar molts organismes diferents per conèixer com funcionen els sistemes biològics, diu Carrie Albertin, investigadora de la Universitat. de Chicago que no estava involucrat en el nou estudi. Albertin, que forma part de l’equip que va seqüenciar el genoma del polp per primera vegada, espera que els resultats puguin ajudar-nos a conèixer els cervells més grans del món dels invertebrats. "Aquestes troballes són molt emocionants ".

Així, bàsicament, els cefalòpodes continuen sent estranys com l'infern. Tant de bo els futurs estudis ens puguin ajudar a conèixer com i quan van emprendre aquesta fascinant estratègia evolutiva, i si és realment el secret de la seva brillantor.

Podcast del Techathlon: proveu el nou Oculus Quest, les promeses de tecnologia trencades i les novetats tecnològiques de la setmana

Podcast del Techathlon: proveu el nou Oculus Quest, les promeses de tecnologia trencades i les novetats tecnològiques de la setmana

Els nassos robòtics podrien ser el futur del rescat de desastres, si poden foragitar els gossos de cerca

Els nassos robòtics podrien ser el futur del rescat de desastres, si poden foragitar els gossos de cerca

El nou disseny de Messenger de Facebook és una rara simplificació

El nou disseny de Messenger de Facebook és una rara simplificació