Prawda

Sobota, 27 kwietnia 2024 - 13:15

« Poprzedni Następny »


Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA


Ricki Lewis 2023-09-23


Tym, co najbardziej kocham w nauce w ogóle, a w genetyce w szczególności, jest to, że nowe odkrycia wywracają do góry nogami wszystko, co myśleliśmy, że o czymś wiemy. Tak było w 1977 r., kiedy odkryto, że „interweniujące sekwencje DNA” – czyli „introny” – zakłócają geny kodujące białka.

Czasami odkrywamy nowe sposoby działania organizmów. Zmiana ekspresji genów – zestawu genów, które w określonych okolicznościach ulegają transkrypcji na mRNA, a następnie translacji na białka – to sposób, w jaki organizmy szybko reagują na wyzwanie. W przypadku ośmiornicy może to być nagły spadek temperatury wody, który spowalnia aktywność enzymów.

Jednak niektóre gatunki kontrolują reakcje genetyczne w inny sposób – poprzez edycję RNA. Zmiany w jednym z czterech typów zasad azotowych mRNA zmieniają kodowane białko w sposób, który zmienia jego funkcję.


W nowym raporcie opublikowanym w „Cell Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory w Woods' Hole i Eli Eisenberg z Uniwersytetu w Tel Awiwie opisują, w jaki sposób głowonogi – ośmiornice, kałamarnice i mątwy – zmieniają mRNA w sposób zmieniający enzymy. Ponieważ zmiany zachodzą w RNA, a nie w DNA, są one ulotne. „Przyzwyczailiśmy się myśleć, że wszystkie żywe istoty są zaprogramowane od urodzenia za pomocą określonego zestawu instrukcji. Pomysł, że środowisko może wpływać na informację genetyczną, jak wykazaliśmy u głowonogów, jest nową koncepcją” – powiedział Rosenthal.

W 2015 roku naukowcy odkryli, że edytowanych jest około 60 procent mRNA kałamarnicy długopłetwej, Doryteuthis pealeii. Kałamarnica jest klasycznym organizmem modelowym do badań układu nerwowego. Nowe badanie ujawnia to zjawisko u kalifornijskiej ośmiornicy dwumiejscowej.


Kiedy na pierwszych stronach gazet pojawia się temat „edycji genów”, zwykle dzieje się to w kontekście stosowania CRISPR i innych enzymów przecinających DNA. U głowonogów jest inaczej. Adeninę (A) w mRNA zastępuje się inozyną, zasadą, która oddziałuje z innymi tak, jakby zamiast tego była guaniną (G). Ta „edycja RNA A do I” może wprowadzić mutację jednozasadową, ale efemeryczną, ponieważ występuje w RNA. A jeśli wystąpi w białku w sposób zmieniający jego funkcję, zmiana wpływa na fenotyp – na przykład zmienia aktywność enzymu, która zwiększa przeżycie w trudnych warunkach.

Chociaż edycja od A do I zachodzi w genomach większości gatunków zwierząt, u głowonogów koncentruje się szczególnie na genach kodujących białka. „Dla nas głównym pytaniem było: ‘Do czego one tego używają?’” – zastanawiał się Rosenthal.


Być może za niektórymi aspektami złożonych zachowań głowonogów kryje się edycja RNA. Ponieważ RNA jest krótkotrwałe i zmiany nie utrzymują się, badacze skupili się na reakcji w czasie, na aklimatyzacji do zmieniającego się środowiska – temperatury. Ma to znaczenie, ponieważ temperatura reguluje aktywność enzymów, które z kolei napędzają reakcje chemiczne kluczowe dla wszystkich procesów fizjologicznych.

Podobnie jak inne głowonogi, badana przez nich kalifornijska ośmiornica dwumiejscowa (Octopus bimaculoides) nie jest w stanie wytwarzać własnego ciepła, aby przeciwdziałać spadkom temperatury towarzyszącym przypływom, zmianom głębokości wody i porom roku.


Zespół obserwował reakcje ośmiornic w zbiornikach w Morskim Laboratorium Biologicznym, a także zwierząt zebranych z nor ośmiornic na wolności. Zwierzęta żyjące w zbiornikach z zimną wodą (13 stopni C) wykazały wzrost edycji do 13 285 mRNA, których modyfikacje genów zmieniają funkcje kodowanych białek. Naukowcy piszą, że w rzeczywistości może to być niedoszacowanie, ponieważ skupili się na znanych miejscach edycji RNA, które wpływają na złożony układ nerwowy. Kiedy jednak ośmiornice przeniesiono do ciepłych zbiorników (22 stopnie C), liczba edytowanych transkryptów RNA spadła do zaledwie 550.

Aby uzupełnić prace laboratoryjne, Matthew Birk, obecnie na Uniwersytecie Saint Francis w Pensylwanii, rejestrował temperatury w pobliżu legowisk ośmiornic zimą i późnym latem, a następnie łapał zwierzęta i skatalogował zmiany w ich RNA. Wyniki badań z laboratorium i z natury były zgodne.


Zmiany genów wpływają na układ nerwowy, co ma sens, biorąc pod uwagę repertuar złożonych zachowań, z których słynie ośmiornica. My Octopus Teacher, film dokumentalny z 2020 roku, zilustrował moc mózgu zwierzęcia w prawdziwej historii Craiga Fostera, który podążył za ośmiornicą i zaprzyjaźnił się z nią w zimnym gąszczu wodorostów w pobliżu Kapsztadu. Foster przez rok podążał za młodym głowonogiem, który wyraźnie czuł się swobodnie w towarzystwie swojego ludzkiego przyjaciela, co dało niespotykany dotąd obraz życia ośmiornicy.

Naukowcy i współpracownicy przeanalizowali dwa przykłady edycji RNA nadzorującej funkcjonowanie układu nerwowego. W szczególności odkryli silny wpływ na dwa takie białka.


Edycja RNA przyspiesza działanie kinezyny-1, białka wpływającego na transport aksonalny – przenoszący cząsteczki wzdłuż głównych wypustek neuronu. Edycja jednej zasady RNA zmienia również responsywność synaptotagminy, która sprzyja komunikacji neuron-neuron. Naukowcy piszą, że zmiany prawdopodobnie zachodzą wraz ze stopniowymi zmianami temperatury.

Rosenthal podejrzewa, że edycja RNA w tych dwóch białkach to tylko „czubek góry lodowej” i prawdopodobnie kryje się za doskonałymi mózgami głowonogów, które potrafią nadzorować spektakularne i nagłe kamuflaże, komunikować się, a nawet rozwiązywać zagadki.


Odkrycie i opis eleganckiej edycji RNA ośmiornicy stanowi przekonujący przykład błędnego przekonania o „dowodzie naukowym”. Dla mnie piękno nauki polega na tym, że nowe dowody nieustannie zmieniają to, co myśleliśmy, że już wiemy.

 

Link do oryginału: https://dnascience.plos.org/2023/06/08/how-and-why-the-octopus-edits-its-rna/

DNA Science, PLOS, 8 czerwca 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

 

RICKI LEWIS wykłada genetykę, jest autorką jednego z najczęściej używanych podręczników akademickich z tej dziedziny (Human Genetics: Concepts and Applications), zajmuje się  popularyzacją nauki, prowadzi również blog: https://www.goodreads.com/author/show/21790.Ricki_Lewis/blog.


Skomentuj Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1475 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Skamieniałe zachowanie: termity uwięzione w tandemie   Coyne   2024-04-25
Artykuł w piśmie „Science”: rozszerzyć DEI w STEMM   Coyne   2024-04-19
Dlaczego organizacje naukowe powinny zachować neutralność polityczną?   Coyne   2024-04-11
Darwin znowu się myli! Artykuł pokazuje, że jego hipoteza o „samcach większych u ssaków” wydaje się błędna   Coyne   2024-04-06
Czasami gwoździe, koparki, straż, czasami lalki, wstążki, makijaż   Tonhasca Júnior   2024-04-03
Po raz kolejny twierdzenie, że płeć nie jest binarna, ale bez żadnych nowych argumentów   Coyne   2024-03-29
Jak małpy człekokształtne (włącznie z ludźmi) straciły swoje ogony   Coyne   2024-03-26
Ale najpierw kawa   Tonhasca Júnior   2024-03-21
Ideolodzy: dlaczego nauczanie genetyki musi mieć charakter społeczno-polityczny   Coyne   2024-03-19
Przepływ genów od neandertalczyków i denisowian do ludzi „współczesnych” i odwrotnie   Coyne   2024-03-14
Wejdź – skoro nalegasz   Tonhasca Júnior   2024-03-09
Czy “bezpłciowe” bakterie tworzą biologiczne gatunki?   Coyne   2024-03-06
Carl Zimmer o gatunkach i ochronie     2024-02-29
Kolejna błędna próba skorygowania ewolucji   Coyne   2024-02-22
Ryjący w ziemi przedsiębiorcy   Tonhasca Júnior   2024-02-15
Olbrzymie armie o niezliczonych umiejętnościach    Tonhasca Júnior   2024-02-08
Wejdź, powiedziała, dam ci schronienie przed burzą   Tonhasca Júnior   2024-01-15
Czy ludzie wyewoluowali w wodzie?   Coyne   2024-01-08
Jak upadają wielcy   Tonhasca Júnior   2024-01-04
Oczy reniferów zmieniają kolor, żeby łatwiej im było dostrzec jadalne porosty   Coyne   2023-12-30
Życzliwi przestępcy   Tonhasca Júnior   2023-12-28
Conor Friedesdorf (i Alexander Barvinok) o ideologicznym przymusie na amerykańskich uczelniach   Coyne   2023-12-26
Zdumiewający manipulatorzy   Tonhasca Júnior   2023-12-25
Nie gryzie się ręki, która cię zapyla   Tonhasca Júnior   2023-10-19
Rewolucja komunikacyjna   Hannam   2023-10-18
BBC szerzy propagandę rolnictwa organicznego, a biedni na świecie cierpią   i Kathleen Hefferon   2023-10-13
Niezwykły przypadek koewolucji i specyficzności zapylacz/storczyk   Coyne   2023-10-07
Płeć męska lub żeńska: nie ma nic pomiędzy   Elliot   2023-10-03
Myślenie intuicyjne i analityczne   Novella   2023-09-29
„Kryzys klimatyczny” to mistyfikacja   Williams   2023-09-25
Jak (i dlaczego) ośmiornica edytuje swój RNA   Lewis   2023-09-23
„Najbardziej znany zabójca ludzi”: jakie są prawdziwe początki XIV-wiecznej Czarnej Śmierci?   Lewis   2023-09-15
Do jakiego stopnia pary mają wspólne cechy?   Novella   2023-09-14
Kenia daje zielone światło 58 projektom GMO – naukowcy na całym świecie kontynuują badania w dziedzinie biotechnologii, mimo procesów sądowych i dezinformacji   Ombogo   2023-09-08
Lancet atakuje anty-przebudzenie, a czytelnik odpowiada   Coyne   2023-08-24
Więcej wyrafinowanej teologii: uczony religijny zastanawia się, czy neandertalczycy mieli nieśmiertelne dusze   Coyne   2023-08-16
Aktywiści anty-GMO w Afryce szerzą mity i strach, ale nie przedstawiają żadnych naukowych dowodów   Abutu   2023-08-14
Mało znana strona ryjkowców   Tonhasca Júnior   2023-08-11
Dlaczego nie można być osobą transrasową?   Coyne   2023-08-10
Walka z malarią za pomocą inżynierii genetycznej   Novella   2023-08-08
Jak restrykcje Unii Europejskiej podsycały głosy przeciwko GMO, jak również głód na globalnym Południu, a zwłaszcza w Afryce   Oria   2023-08-02
Nieznośni mali pomocnicy   Tonhasca Junior   2023-07-29
Macedońskie skarby   Tonhasca Júnior   2023-07-26
GMO i motyle   Novella   2023-07-25
Narzucanie ideologii naturze: Kew Garden celebruje „rośliny queer”   Coyne   2023-07-24
Smak miesiąca   Tonhasca Júnior   2023-07-20
Kłopoty na wylocie   Szczęsny   2023-07-18
Ideologiczne podważanie biologii   i Luana S. Maroja   2023-07-17
Role mężczyzn i kobiet w polowaniu, raz jeszcze   Coyne   2023-07-15
David Hillis o specjacji   Coyne   2023-07-13
Niechętni dawcy i pracowici biorcy   Tonhasca Júnior   2023-07-08
Grube problemy z jelitem   Szczęsny   2023-07-07
Badaczka z Leakey Foundation twierdzi, że kości orangutanów mówią nam, że biologiczna płeć jest spektrum, a nie binarna   Coyne   2023-06-30
Przez dziurkę od klucza   Szczęsny   2023-06-24
Nowa (nie podparta żadnymi dowodami) hipoteza, która eliminuje role płciowe w społecznościach łowców-zbieraczy   Coyne   2023-06-22
Błędne wyobrażenia o ewolucji   Coyne   2023-06-16
Influencerzy z podziemia   Tonhasca Júnior   2023-06-13
Jak wyewoluowało ubarwienie ostrzegawcze?   Coyne   2023-06-12
„San Francisco Chronicle” bardzo myli się w sprawie biologicznej płci   Coyne   2023-06-09
Kolczasty problem   Tonhasca Júnior   2023-06-06
Wpaść w amok. Empiryczna analiza szaleńczych zabójstw pokazuje, że wyłaniają się dwa różne wzorce.   King   2023-06-03
Błędna krytyka genetycznych testów na pochodzenie   Coyne   2023-06-02
Zdatny do lotu   Tonhasca Júnior   2023-06-01
‘Raniąca’ idea merytorycznych podstaw nauki    i Jerry Coyne   2023-05-29
Główny problem w filogenezie zwierząt wydaje się być rozwiązany   Coyne   2023-05-26
Americana   Tonhasca Júnior   2023-05-24
Czy uprawa jabłek odzwierciedla bigoterię?   Coyne   2023-05-18
Kenia: Musimy zająć się brakiem bezpieczeństwa żywnościowego, ale najpierw musimy położyć kres dezinformacji na temat upraw modyfikowanych genetycznie   Oria   2023-05-16
Czytanie myśli z fMRI i AI   Novella   2023-05-05
Jest lepiej niż myślisz   Lomborg   2023-05-03
Dwudziestu dziewięciunaukowców publikuje artykuł w obronie merytorycznych podstaw w nauce     2023-05-01
Niewygodna historia   Ferguson   2023-04-28
Biologia rezygnacji z działania: kiedy kontynuować, a kiedy spasować   Coyne   2023-04-26
Porywacze ciał   Tonhasca Júnior   2023-04-25
Porażka jest kluczowym składnikiem innowacji   Ridley   2023-04-22
Używanie roślin jako biofrabryk   Novella   2023-04-14
Dawno zmarli przemawiają do nas   Tonhasca Júnior   2023-04-12
Wątpliwi pomocnicy    Tonhasca Júnior   2023-04-08
Uganda: aktywiści przeciwni biotechnologii szerzą dezinformację   Wetaya   2023-04-05
Anglia pozwala na uprawy poddane edycji genów   Novella   2023-04-03
Recenzja z książki  Can “The Whole World” Be Wrong?   Rose   2023-04-01
Psychologia ewolucyjna dla początkujących   Coyne   2023-03-27
“Konwergentna” ewolucja mrówek grzybiarek Starego i Nowego świata   Coyne   2023-03-23
Gigantyczna armia małych zabójców   Tonhasca Júnior   2023-03-22
Colin Wright broni binarności płci u zwierząt   Coyne   2023-03-15
AI: gorąca randka z “Sydneyem ”   Gotefridi   2023-03-15
Zmienić język w ekologii i biologii ewolucyjnej! Przykład anemii sierpowatej   Coyne   2023-03-13
Wzrost liczby nieobecnych ojców i towarzyszące temu społeczne problemy   Geary   2023-03-11
No pasarán    Tonhasca Júnior   2023-03-04
Dezinformacja o GMO: Kenijczykom będzie trudno podejmować racjonalne decyzje i to może kosztować życie   Mykonyo   2023-02-24
Twardy kwiat do zgryzienia    Tonhasca Júnior   2023-02-22
ChatGPT niemal zdaje lekarski egzamin końcowy   Novella   2023-02-21
“Rogi” trylobitów mogły być używane jako broń w walkach między samcami   Coyne   2023-02-15
Postmodernizm obnażony   Dawkins   2023-02-14
Powody naszych wierzeń. Jak i dlaczego irracjonalność trzyma nas w swoich szponach i jak możemy z tym walczyć?   Pinker   2023-02-13
Kiedy zapada noc i ziemia jest ciemna   Tonhasca Júnior   2023-02-10
W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk