Мозг осьминога эволюционировал, чтобы поделиться с нашим мозгом удивительной чертой

 Наш великолепный маленький голубой шарик планеты наполнен удивительно разнообразными формами жизни, но некоторые из них определенно более своеобразны, чем другие.

Это особенно верно в отношении осьминогов, настолько странных животных, что их регулярно сравнивают с инопланетянами.

По словам британского нейробиолога Анила Сета, если и есть на Земле достаточно странное существо, которое эволюционировало где-то еще, то это осьминог. Некоторые маргинальные теории даже предполагают, что осьминоги могут быть инопланетянами.

Тем не менее, существует множество доказательств, прочно связывающих эволюцию осьминога с Землей, и группа ученых во главе с системным биологом Николаусом Раевским из Центра молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка только что нашла новое.

И это действительно интригующе.

Это черта, которую мозг осьминога на самом деле разделяет с человеческим мозгом и мозгом других позвоночных: огромный репертуар микроРНК в их нервной ткани.

«Это, — говорит Раевски, — то, что связывает нас с осьминогом!»

Осьминоги странны во многих отношениях. Они тоже умны, как и другие головоногие, например, каракатицы. Было обнаружено, что мозг кальмара почти так же сложен, как мозг собаки. Есть даже свидетельства того, что осьминоги могут видеть сны, что редко подтверждается у беспозвоночных.

В отличие от других разумных животных, их нервная система сильно распределена: значительная часть из 500 миллионов нейронов разбросана по рукам. Каждая рука способна принимать решения независимо и может даже продолжать реагировать на раздражители после отделения.

Сложная нервная система и интеллект головоногих были чем-то вроде загадки. Эти черты относительно обычны у позвоночных, но они действительно выделяются среди беспозвоночных.

Есть еще кое-что действительно странное в осьминогах и других головоногих. Их тела могут быстро редактировать свои последовательности РНК на лету, чтобы приспособиться к окружающей среде. Это не то, как обычно работает адаптация; обычно все начинается с ДНК, и эти изменения передаются РНК.

Это заставило Раевски задуматься о том, какие еще секреты РНК могут скрывать осьминоги.

Анализируя 18 образцов, полученных от мертвых осьминогов, предоставленных Институтом морских исследований Stazione Zoologica Anton Dohrn в Италии, Раевский и его команда секвенировали РНК в основном из Octopus vulgaris, обыкновенного осьминога. Также в исследование были включены калифорнийский двухточечный осьминог (Octopus bimaculoides) и гавайский бобтейл-кальмар (Euprymna scolopes).

Секвенирование предоставило профиль матричных РНК и малых РНК в них. И результаты были сюрпризом.

«Действительно происходило много редактирования РНК, но не в тех областях, которые, по нашему мнению, представляют интерес», — объясняет Раевски.

Команда обнаружила, что у осьминогов много микроРНК или микроРНК. Они обнаружили 164 гена микроРНК, сгруппированных в 138 семейств микроРНК у обыкновенного осьминога, и 162 гена микроРНК, сгруппированных в те же 138 семейств у калифорнийского двухточечного осьминога. И 42 семейства были новыми, в основном в головном мозге и нервной ткани.

МикроРНК — это некодирующие молекулы РНК, которые активно участвуют в регуляции экспрессии генов, связываясь с более крупными молекулами РНК, чтобы помочь клеткам точно настроить белки, которые они создают.

Тот факт, что эти семейства микроРНК сохранились у осьминогов, как и сайты связывания РНК, предполагает, что они все еще играют роль в биологии осьминогов, хотя ученые еще не знают, какова эта роль или в каких клетках задействованы микроРНК. с.

«Это третье по величине распространение семейств микроРНК в мире животных и самое большое за пределами позвоночных», — говорит биолог Григорий Золотаров, который сейчас работает в Центре геномной регуляции в Испании, ранее работавшем в лаборатории Раевского.

«Чтобы дать вам представление о масштабах, устрицы, которые также являются моллюсками, приобрели всего пять новых семейств микроРНК с тех пор, как последние предки, которых они делили с осьминогами, в то время как осьминоги приобрели 90!»

Единственные сопоставимые расширения произошли у позвоночных, хотя масштаб немного другой. Геном человека кодирует для контекста около 2600 зрелых микроРНК. Но количество микроРНК семейства осьминогов такое же, как у животных, таких как куры и лягушки.

Открытие, по словам исследователей, предполагает, что сложный интеллект, включая ум головоногих, может быть связан с этой экспансией микроРНК.

Интересно, что это не единственное сходство между мозгом осьминога и мозгом позвоночных. Ученые ранее обнаружили, что мозг человека и осьминога содержит большое количество клеток, называемых транспозонами. Кажется, что в голове (и руках) осьминога происходит гораздо больше, чем мы понимаем.

Следующим шагом для команды Раевски будет попытка выяснить, что именно делают эти микроРНК.

«Заметный взрыв репертуара генов микроРНК у колеоидных головоногих может указывать, — пишут исследователи, — что микроРНК и, возможно, их специализированные нейронные функции тесно связаны и, возможно, необходимы для появления сложного мозга у животных».

Источник