ژنوم سفالوپود منحصربه‌فردتر از چیزی است که انتظار دارید – Zomit


سفالوپودهای کلوئیدی ما را با ویژگی‌های هوشمندی مانند سلاح‌های مجهز به مغز، استتار با کمک استتار، کارایی فرار و مهارت‌های حل پازل شگفت‌زده کردند. تجزیه و تحلیل ژنتیکی جدید ماهی مرکب، اختاپوس و ماهی خال مخالی نشان می دهد که ژنوم این موجودات به همان اندازه منحصر به فرد است.

کارولین آلبرتین این زیست شناسی بود که منجر به یکی از دو مطالعه جدید شد. او گفت ژنوم سفالوپود بسیار فعال است. آلبرتین و همکارانش توالی ژنوم سه سفالوپود را تعیین کردند: هشت پا کولون کالیفرنیا.اختاپوس bimaculoides(اولین اختاپوس که توالی ژنوم آن در سال 2005 شناسایی شد) و ماهی مرکب ساحلی اقیانوس اطلس دم بلند (Doryteuthis pealeii(این ماهی نزدیک به یک قرن به عنوان یک سیستم مدل در علوم اعصاب مورد مطالعه قرار گرفته است) و ماهی مرکب هاوایی (اسکولوپ های Euprymnaمدل حیوانی برای مطالعه همزیستی باکتری ها و حیوانات).

مقالات مرتبط:

محققان خانواده‌های ژنی جدیدی را کشف کردند که بسیاری از آنها در مغز ماهی مرکب بیان شده‌اند، و همچنین امتداد ژن‌های آشنا. مانند خوشه های ژنی که در تغییر رنگ سرپایان و اندام های مکنده آنها و مانند منقار نقش دارند. دیگر گسترش‌های ژنی منحصربه‌فرد شامل ژن‌های پروتوکادرین است که ممکن است در تشکیل سیستم‌های عصبی پیچیده در انسان و سرپایان نقش داشته باشد.

سفالوپودها در تمام نسخه های ژنی متفاوت هستند. این نسخه ها باعث تکامل ژنوم سفالوپود شد. ژنوم ماهی مرکب دم دراز 1.5 برابر اندازه ژنوم ما است و اندازه ژنوم اختاپوس دو نقطه ای کالیفرنیا تقریباً 90 درصد ژنوم ما است.

در مقابل، ژنوم ما از طریق فرآیند تکثیر در سراسر ژنوم گسترش می یابد. این ویژگی دلیل پیچیدگی بالا و توانایی ایجاد ویژگی های جدید تکاملی تلقی می شود. به نظر می رسد سفالوپودها نیز تغییرات عمده ای را در ژنوم تجربه می کنند. اما در این مورد آنها نیز ویژگی های خاص خود را دارند. کلیفتون راگزدیلنوروبیولوژیست دانشگاه شیکاگو توضیح می دهد:

اکنون می دانیم که تکامل سفالوپودها شامل تغییرات ژنومی مشابهی است. اما این تغییرات مانند دو برابر کردن کل ژنوم نیست. اما یک آرایه ژنومی قوی وجود دارد. انگار ژنوم اجداد داخل مخلوط کن بود.

ماهی مرکب دم دراز ساحل اقیانوس اطلس

این ترکیب ژنتیکی ممکن است دلیل توانایی های منحصر به فرد تفکر این موجودات دریایی باشد که بزرگترین سیستم عصبی را در بین تمام بی مهرگان به آنها می دهد. تقریباً 500 میلیون نورون بین بازوها و سر اختاپوس وجود دارد که برابر با تعداد نورون‌هایی است که سگ‌ها دارند. آکان کاواگوچی او یک آسیب شناس و یکی از نویسندگان مطالعه دوم بود که ژنوم ماهی مرکب بابلی را با جزئیات بیشتری بررسی کرد. وی بیان می کند:

ما ژنوم ماهی مرکب را با ژنوم صدف اسکالوپ مقایسه کردیم و متوجه شدیم که بسیاری از ژن های پراکنده در ژنوم صدف ماهی ماهی در مناطق خاصی روی کروموزوم های ماهی مرکب گروه بندی شده اند. این خوشه های ژنی واحدهای تنظیمی را تشکیل می دهند. بنابراین، آنها می توانند با یکدیگر تعامل داشته باشند و فیزیولوژی حیوان را تغییر دهند. یکی از خوشه های ژنی در ژنوم ماهی مرکب حاوی پنج ژن اصلی است که در توسعه سیستم عصبی نقش دارند.

نکته مهم دیگر توانایی سفالوپودها در ویرایش ژن های خود در مغز است. توانایی ویرایش RNA پیام رسان تنها در تعداد کمی از پروتئین های ضروری در سیستم عصبی انسان یافت می شود (کمتر از 1٪ پروتئین ها). اما این پدیده بیشتر در سرپایان رخ می دهد.

تغییرات در ساختار حیوان اغلب نتیجه جهش در DNA است. اما در مورد سفالوپودها، RNA پیام رسان سازنده پروتئین ها باعث تغییرات می شود. برخی معتقدند که این توانایی به سفالوپودها به سرعت در محیط انعطاف پذیری بیشتری می دهد و به آنها کمک می کند تا در شرایط جدید تغییرات کاملاً جدیدی ایجاد کنند. با این حال، این به طور کامل تایید نشده است.

آلبرتین و تیمش دریافتند که ویرایش RNA حیوانات به دو گروه مجزا تقسیم می شود: ویرایش عصبی و ویرایش غیر عصبی. این موارد نه تنها در بافت های مختلف رخ می دهد. فرکانس ویرایش رویدادها نیز بسیار متفاوت است و ویرایش های مربوط به سیستم عصبی بیشتر اتفاق می افتد. این نشان می دهد که ویرایش مرتبط با سیستم عصبی برای عملکرد این حیوانات حیاتی است.

این مکانیسم‌های غیرمعمول همگی به هوش منحصربفرد این موجودات کمک کرده‌اند، که اکنون 300 میلیون سال پس از آخرین جد مشترک ماهی مرکب و اختاپوس، ما از دیدن آنها شگفت زده شده‌ایم. ما مشتاقانه منتظریم ببینیم ژنوم منحصر به فرد آنها چه چیز دیگری را نشان خواهد داد.

هر دو مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شد.


تمامی اخبار به صورت تصادفی و رندومایز شده پس از بازنویسی رباتیک در این سایت منتشر شده و هیچ مسئولتی در قبال صحت آنها نداریم