@ 2022.11.27 , 23:08

与人类大脑类似,章鱼的神经组织包含大量microRNA

根据英国神经科学家Anil Seth的说法,地球上最像外星生物的物种,就是章鱼。一些边缘理论甚至直接假定章鱼就是是外星生物。

然而,有大量证据表明章鱼的进化与地球密切相关,由 Max-Delbrück 分子医学中心的系统生物学家 Nikolaus Rajewsky 领导的一组科学家刚刚找到了一个新证据。

章鱼大脑实际上与人类大脑以及其他脊椎动物的大脑存在共通特征:它们的神经组织中含有大量的microRNA。

章鱼很奇特,也很聪明。已经发现章鱼的大脑几乎和狗的一样复杂。甚至有证据表明章鱼可以做梦——在无脊椎动物中很罕见。

与其他智能动物不同,它们的神经系统高度分散,其5亿多个神经元中的很大一部分分布在手臂上。每只手臂都能够独立做出决定,甚至可以在被切断后继续对刺激做出反应。

头足类动物复杂的神经系统和智力一直是个谜。这些特征在脊椎动物中相对常见,但在无脊椎动物中确实很突出。

章鱼和其他头足类动物还有一些非常奇怪的地方。它们的身体可以快速编辑他们的RNA序列以适应环境。这不是通常的适应机制;通常,需要从DNA开始,然后把变化传递给RNA。

这让Rajewsky想知道章鱼可能还隐藏着哪些秘密。

Rajewsky团队分析了从死章鱼身上获得的18份样本——由意大利 Stazione Zoologica Anton Dohrn 海洋研究所提供——对主要来自普通章鱼的RNA进行了测序。样本里还包括一整条加利福尼亚双斑章鱼(Octopus bimaculoides)和一条夏威夷短尾鱿鱼(Euprymna scolopes)。

结果令人惊讶。

“确实有很多RNA处于编辑状态,但那不是我感兴趣的地方。”Rajewsky 解释说。

他们发现,章鱼有很多 microRNA(miRNA)。在普通章鱼中找到了164个miRNA基因,分属138个miRNA族;在双斑章鱼中找到了同属138个族的162个miRNA基因。但还找到了42个新的族,主要是在大脑和神经组织中。

miRNA是非编码 RNA 分子,主要参与调节基因表达,与较大的 RNA 分子结合以帮助细胞微调蛋白质。

生物学家 Grygoriy Zolotarov 说:“这是动物世界中microRNA家族的第三大扩增,也是脊椎动物之外最大的。为了理解这一点,牡蛎也是软体动物,自它们与章鱼共享的最后一个祖先以来,只获得了5个新的microRNA族——而章鱼已经获得了90个!”

唯一可比较的扩张发生在脊椎动物身上,尽管规模略有不同。人类基因组编码了大约 2600 个成熟的 miRNA。但章鱼 miRNA 家族的数量与鸡和青蛙等动物的数量相当。

有趣的是,这并不是章鱼大脑和脊椎动物大脑之间唯一的相似之处。科学家此前发现,人类和章鱼的大脑都含有大量转座子。

Rajewsky团队下一步试图弄清这些miRNA的意义所在。

“在头足类动物中,miRNA基因库的显著暴增可能表明,它们的特殊神经元功能与动物复杂大脑的出现密切相关,并且可能是其所必需的。”

该研究已发表在《科学进展》上。

https://www.sciencealert.com/octopus-brains-evolved-to-share-a-surprising-trait-in-with-our-brains


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