@ 2017.04.13 , 19:00
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章鱼能抵抗基因,但也因此减缓了进化进程

章鱼这么聪明是不是因为他们能忽视基因程序?研究者证实章鱼和其他头足纲动物能编辑来自DNA的信息,而不是像大部分其他生物那样直接遵从。

早先,科学家认为这个以讹传讹的分子过程在动物进化中并不重要。但在细胞杂志上发表的新研究显示,对于那些触手海洋生物而言并非如此。

该研究表明基因修改可能直接导致了头足纲动物出色的智慧,让他们能解决复杂的谜题,通过改变皮肤颜色进行视觉交流,是所有无脊椎动物中最聪明的。然而,这种改变基因信息的能力是有代价的,可能降低了其他普遍形式的适应进化。

DNA是生命的蓝图,由四种字母书写,描述了如何生成有机体所需的各种蛋白质。要合成特定的蛋白质,首先需要酶转录DNA相应的片段,生成RNA分子。部分信息最终翻译到氨基酸链中,即蛋白质的基本组成。

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Doryteuthis pealeii——一种鱿鱼

对大多数包括人类在内的有机体,蛋白质合成的整个过程大部分由DNA排列的原始指导决定。自从发现遗传信息存储于DNA中以来,我们对基因的理解均基于该前提。但近期的研究发现章鱼,鱿鱼以及乌贼并不总是遵循他们的基因指导。

在准确复制DNA得到RNA信息之后,通过RNA编辑可改变其中的信息。编辑后的信息随后产生修改后的蛋白质。RNA编辑首先在1986年由研究类似于细菌的造成非洲锥虫病的单细胞寄生虫的研究者提出。

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Sepia officinalis——一种乌贼

之后,研究者发现RNA编辑在动物中相对而言并不重要。例如,人类在蛋白质编码序列中仅有一小撮RNA编辑地点。此外,我们所知的由RNA编辑产生的变化被认为影响不大,并且关联较大的物种群体间共享的这种变化很少。

然而,在特别聪明的鱿鱼中,RNA编辑影响了与神经系统相关的大部分基因。这表明在某些有机体群体中,RNA编辑可能起到了重要作用。通过对比头足纲动物中RNA编辑的发生频率,新研究鉴定了在进化历史中改变基因信息的能力起作用的时候。

研究显示具有异常复杂行为的章鱼,鱿鱼和乌贼的共同祖先中广泛存在RNA编辑。而在头脑相对简单的远亲鹦鹉螺中则较为少见。由于在神经蛋白质中RNA编辑尤其之多,研究者认为这可能导致了头足类动物出色的智慧。

研究者认为RNA编辑增加了产生的蛋白质的多样性,赋予了头足类动物一定的进化优势,使得他们能快速适应变化的环境。例如,我们知道RNA编辑使得章鱼能够应对较大的温度变化,因此能在寒冷的极地海洋中生存。

折中

但该最新研究还表明在环境快速适应能力和长期的达尔文DNA进化过程中可能存在折中。

RNA编辑是由酶实现的,这种酶要求基因编码上的特定靶位置,围绕RNA信息上需要编辑的位置。在基因靶位置上发生任何变异都会打断整个过程,并且这种酶再也不能编辑RNA信息。为了避免这种情形,头足纲动物的DNA已演化得较不容易变异。

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Octopus bimaculoides——一种章鱼

然而,变异是陈旧DNA分子进化的基础,需要借此永久改变蛋白质的编码,改善其功能。因此头足纲动物中普遍存在的RNA编辑似乎极大限制了其自适应DNA进化的潜力。这可能在某种程度上解释了为什么在动物中并不普遍存在RNA编辑。

头足纲动物中普遍存在的RNA编辑使得我们需要重新思考对其在自然界中的重要性理解。对头足纲动物,DNA指导的迹象比我们先前所认为的更为轻微。

本文译自 conversation,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 29+1

  1. Solatrader
    @10 months ago
    3422778

    似乎车祸了 = = ?

  2. 漆黑猎艳使
    @10 months ago
    3422784

    或成核战最大赢家?

  3. 响亮的名号
    @10 months ago
    3422785

    “中国人私下流传的”
    原文是 “Chinese whispers“
    意思是”以讹传讹“

  4. 3422786

    开头那个中国人是啥意思?

  5. 3422800

    这意味着几百年以后铁板鱿鱼的味道几乎不会有大的变化

  6. 3422811

    明白了,多吃章鱼补脑

  7. 没吃早饭
    @10 months ago
    3422829

    所以被章鱼咬了没法变成章鱼侠。还是靠科技。

  8. 3422839

    所有图片的说明都是一种xx,这是我见过的最差的译文,建议增加扔鸡蛋功能

  9. 苏拉玛儿童
    @10 months ago
    3422843

    因为它们是深渊的眷族,tekelili!

  10. 3422850

    抵抗基因突变吧?

  11. 3422858

    这是机翻吧

  12. 3422863

    《RNA Editing Underlies Ceremorphosis from Illithid》

  13. 粉骨碎龙
    @10 months ago
    3422877

    DNA是生命的蓝图,由四种字母书写,

    一股子鸡饭味。。

  14. 灯愣等灯
    @10 months ago
    3422885

    看完了整篇文章。。。然而并没有看懂。。

  15. 3422933

    genetic instructions
    网络 遗传指令;

    好多文章连机翻都不如,好不用心。

  16. 3422947

    科普文章翻译起来费力不讨好,涉及到太多专有名词

    希望大家多批评指正而不是指责小编

  17. 金融痴汉
    @10 months ago
    3422949

    下一步就该提艾滋了

  18. 续命神蛤
    @9 months ago
    3422994

    @sein: 蛤蛤,说的好。
    等一个王丢兜二代

  19. 3423016

    @续命神蛤: 逼走王丢兜是煎蛋最可怕的一次群体暴力。

    @响亮的名号: 谢指正,已改

  20. 3423023

    这篇科普文相对来说专业名词比较少而且都比较好理解了

  21. 3423056

    @sein: 可以一次回复两个人吗

  22. 3423119

    基因决定智商

  23. messiaaah
    @9 months ago
    3423258

    @sein: 但如果实在能力不足以翻译这样的文章,也可以不选这类文章啊……

  24. 3423286

    @messiaaah: 你也可以不看啊

  25. 3423403

    一般生物是地球上演变进化来的,而章鱼是随着陨星掉下来的。

  26. 3423573

    然而在这里Chinese whispers并不是指引申出去的以讹传讹,而是更接近它原本的意义——传话游戏。

  27. 3423581

    Trade-off这一节没法挑刺了,整个概念上都是错的,可能重译一遍还比较快。
    @sein: 我还以为煎蛋对文字质量或译者水平有把关呢

  28. 3423588

    还是说一点吧。

    To avoid this, cephalopods have evolved DNA that is less likely to mutate.

    这一句从文字上看是有歧义,但是如果知道演化的方向来自选择压力而不是变异和演化本身,就不会翻译出动物进化了DNA这种明显的概念性错误来。如果evolved作动词解,那么主语就不可能是生物,可以是DNA。
    cephalopods have {evolved DNA that is less likely to mutate}.
    头足纲动物的DNA已演化得较不容易发生变异。

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