วิวัฒนาการแปดขาใช้ประโยชน์จากการแก้ไข

น่านน้ำที่เย็นยะเยือกของมหาสมุทรใต้ไม่ได้ทำให้หมึกแอนตาร์กติกช้าลง แม้ว่าระบบประสาทของพวกมันจะถูกควบคุมโดยคำสั่งทางพันธุกรรมเดียวกันกับปลาหมึกในเขตร้อน ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์รู้แล้วว่าทำไม: การแก้ไขคำสั่งทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทำให้เซลล์ประสาทของปลาหมึกทำงานได้อย่างราบรื่นในน่านน้ำขั้วโลกที่ทำให้มึนงงการแก้ไขเชิงวิวัฒนาการ ระบบประสาทของ Octopus vulgaris (ที่แสดงไว้) ที่อาศัยอยู่ในน้ำอุ่นนี้ทำงานได้อย่างราบรื่นด้วยการแก้ไข RNA ของสัตว์ ในขณะที่สายพันธุ์น้ำเย็นมีการแก้ไขที่คล้ายกันสำหรับน้ำเย็น

WIKIMEDIA/ALBERT KOK

การค้นพบนี้เป็นรายงานฉบับแรกของการแก้ไขดังกล่าว ช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้จริง นักวิทยาศาสตร์รายงานออนไลน์ในวันที่ 5 มกราคมในScience

เนื่องจากเซลล์ประสาทไม่สามารถส่งสัญญาณได้เร็วในอากาศที่หนาวเย็น นักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจเปรียบเทียบยีนจากPareledoneซึ่งเป็นปลาหมึกยักษ์ที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำน้ำแข็งนอกทวีปแอนตาร์กติกา กับยีนของสายพันธุ์น้ำอุ่นอย่างOctopus vulgaris สิ่งที่ทำให้นักวิจัยประหลาดใจก็คือ คำสั่งทางพันธุกรรมก็ค่อนข้างเหมือนกัน

Joshua Rosenthal นักประสาทวิทยาระดับโมเลกุลจากวิทยาเขตวิทยาศาสตร์การแพทย์มหาวิทยาลัยเปอร์โตริโกในซานฮวนกล่าวว่า “มันเป็นความผิดหวังอย่างแท้จริงในตอนแรก “เราคิดว่าจะมีความแตกต่างในยีนของพวกมัน แต่โดยพื้นฐานแล้วพวกมันเหมือนกัน มันทำให้งง”

แซนดรา การ์เร็ตต์ นักศึกษาจากโรเซนธาลและบัณฑิตศึกษาพบว่ามีบางอย่าง

ต้องเปลี่ยนวิธีการถ่ายทอดและตีความคำสั่งดีเอ็นเอโดยกลไกสร้างเซลล์ประสาทของร่างกาย

DNA จะอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์เสมอ และส่วนต่างๆ ของ DNA จะถูกคัดลอกเมื่อต้องการคำแนะนำสำหรับการทำงานหรือการสร้างชิ้นส่วน ดังนั้นนักวิจัยจึงดูที่สำเนาพันธุกรรมนี้ mRNA นักวิจัยค้นพบว่าเอนไซม์ที่เชี่ยวชาญในการแก้ไข mRNA จะเปลี่ยนพิมพ์เขียวสำหรับเซลล์ประสาทของหมึกพิมพ์ทั้งในขั้วโลกและเขตร้อน

การแก้ไข mRNA เปลี่ยนวิธีที่เซลล์ประสาทเปิดและปิดประตูเล็กน้อยเพื่อผลิตแรงกระตุ้นทางไฟฟ้า ในสายพันธุ์ปลาหมึกแอนตาร์กติก การแก้ไขทำให้การปิดประตูหนึ่งเร็วขึ้น ในขณะที่สายพันธุ์เขตร้อน การแก้ไขทำให้ประตูนั้นปิดช้าลง เนื่องจากความหนาวเย็นทำให้ประตูช้าลง การแก้ไขเหล่านี้จึงปรับแต่งได้ดีกับผลกระทบของอุณหภูมิและทำให้ประตูซิงค์กับส่วนอื่น ๆ ของระบบประสาท

Yi-Tao Yu นักชีววิทยาระดับโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ในนิวยอร์กกล่าวว่า “นี่เป็นงานที่น่าทึ่งและมหัศจรรย์มาก นักวิจัยเคยคิดว่าการลดหรือเพิ่มกิจกรรมของยีนผ่านการกลายพันธุ์ของ DNA เป็นเคล็ดลับหลักของวิวัฒนาการในการปรับแต่งเครื่องจักรของร่างกายอย่างละเอียด แต่มีข้อเสียคือ เปลี่ยน DNA แล้วคุณไม่สามารถย้อนกลับได้ง่ายๆ

“ถ้าคุณเพียงแค่ปรับเปลี่ยน mRNA มันจะประหยัดและสะดวกมาก” Yu กล่าว

โรเซนธาลและการ์เร็ตต์ยังได้ตรวจสอบสายพันธุ์ขั้วโลกอีกชนิดหนึ่งจากน่านน้ำทางเหนือที่หนาวจัดนอกสวาลบาร์ด นอร์เวย์ สายพันธุ์เขตร้อนอีกชนิด และบางชนิดที่อยู่ตรงกลาง นักวิจัยพบหลักฐานว่าการแก้ไข RNA ชนิดเดียวกันนั้นเกิดขึ้นในหมึกพิมพ์เหล่านั้นเช่นกัน

หลุยส์ ออลค็อก ผู้เชี่ยวชาญด้านปลาหมึกยักษ์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติไอร์แลนด์ กัลเวย์ ระบุว่า สายพันธุ์ต่างๆ ที่นักวิจัยตรวจสอบมาจากกิ่งก้านที่แตกต่างกันมากบนแผนภูมิต้นไม้ตระกูลปลาหมึกยักษ์ นี่แสดงให้เห็นว่าเคล็ดลับการแก้ไข RNA หรือความสามารถในการเปิดใช้งานเมื่อจำเป็น พัฒนาหลายครั้ง

แม้ว่าการค้นพบนี้เป็นรายงานฉบับแรกของการแก้ไขดังกล่าว ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ แต่ก็ยังมีคำถามอีกมากมาย นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ ตัวอย่างเช่น ถ้าปลาหมึกน้ำเย็นสามารถเปลี่ยนวิธีการแก้ไข RNA ในถังอุ่นได้หรือไม่ แต่พวกเขากำลังทำการทดลองเพื่อทดสอบสิ่งนั้น

แนะนำ : รีวิวหนังไทย | คู่มือพ่อแม่มือใหม่ | แม่และเด็ก | เรื่องผี | แคคตัส กระบองเพชร