Octopussen kunnen hun DNA aanpassen om zich aan de kou aan te passen

Octopussen blijven de wetenschappelijke gemeenschap fascineren, zowel vanwege hun grote intelligentie als hun vermogen om zich aan verschillende omgevingen aan te passen. Maar hoe overleven ze in wateren met sterk wisselende temperaturen? Het antwoord kan in hun genetische code liggen. Recent onderzoek wijst zelfs uit dat octopussen een uniek vermogen hebben om hun lichaam aan te passen aan veranderingen in temperatuur. Deze resultaten vergroten het begrip van de evolutie van mariene soorten en hun veerkracht tegen de extreme klimaatveranderingen waarmee ze worden geconfronteerd.

Koppotigen zijn een grote familie van zeedieren die octopussen (of octopussen), inktvissen en inktvissen omvat. Ze leven in alle oceanen, van warme, ondiepe tropische wateren tot abyssale diepten rond het vriespunt.

Octopussen staan ​​bekend om hun intelligentie en vermogen om zich aan te passen aan verschillende omgevingen. Helaas reguleren ze de warmte niet. Hun krachtige hersenen zijn dus vatbaar voor temperatuurveranderingen.

Onderzoekers hebben onlangs ontdekt dat deze dieren hun genetische code kunnen wijzigen om zich aan te passen aan veranderingen in temperatuur. Door een proces dat RNA-bewerking wordt genoemd, wijzigen deze koppotigen eiwitten in hun zenuwstelsel, waardoor ze kunnen wennen aan koelere omgevingen. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift cel.

RNA-bewerking en eiwitmodificatie, sleutels tot aanpassing

RNA-bewerking is een proces waarbij boodschapper-RNA-moleculen, die een kopie van de genetische instructies van DNA naar de delen van de cel waar eiwitten worden gemaakt, worden gewijzigd. Dit vermogen is waargenomen bij tweepuntige octopussen in Californië (octopus bimaculoides) bij blootstelling aan temperatuurschommelingen in watertanks. Er werden meer dan 13.000 veranderingen in hun RNA waargenomen bij lagere temperaturen, wat leidde tot veranderingen in de resulterende eiwitten.

De hoofdauteur van de studie, Joshua Rosenthal, van het Woods Hole Marine Biological Laboratory, in A communicatie :” Over het algemeen denken we dat onze genetische informatie vastligt, maar de omgeving kan invloed hebben op hoe je codeert voor eiwitten. […] RNA-bewerking geeft organismen de mogelijkheid om een ​​gevarieerde hoeveelheid eiwitten tot expressie te brengen waar en wanneer ze maar willen. Bij koppotigen gebeurt het grootste deel van de modificatie op eiwitten die echt belangrijk zijn voor het functioneren van het zenuwstelsel “.

In feite zijn twee eiwitten die aanzienlijk veranderen als reactie op temperatuur kinsin-1 en synaptotagmin, die beide essentieel zijn voor de hersenfunctie. Kinesin-1 is verantwoordelijk voor het transporteren van chemische ladingen door lange microtubuli in neuronen. Het wijzigen van het RNA veranderde een deel van de “voet” van kinesin, waar het in contact komt met microtubuli, waardoor ze langzamer bewegen bij lagere temperaturen.

Synaptotagmin daarentegen wordt aangetroffen bij de verbindingen tussen zenuwcellen, synapsen genaamd, waar het calciumniveaus waarneemt en de afgifte van chemische boodschappers (neurotransmitters) van de ene cel naar de volgende triggert. RNA-bewerking maakte de synaptotagmin-eiwitten minder relevant voor calcium bij lagere temperaturen. Dit kan de communicatie tussen zenuwcellen vertragen.

U moet weten dat er een tweede studie van de Universiteit van San Diego in het tijdschrift is gepubliceerd cel, en behandelt ook genetische bewerking van RNA en aanpassing van koppotigen aan temperatuurspel. Ze is vooral geïnteresseerd in hoe deze modificaties de eiwitten van octopussen beïnvloeden en benadrukt de rol van kinesinen, die vaak worden beschreven als “motoren” omdat ze helpen bij het verplaatsen van stoffen in cellen.

Door “hun interne moleculaire motoren af ​​​​te stemmen”, dat wil zeggen door enigszins verschillende versies van het kinesine-eiwit te produceren, zorgen koppotigen ervoor dat ze efficiënter functioneren onder verschillende omstandigheden, zoals veranderende watertemperatuur.

Mogelijke effecten

Het is nog te vroeg om te zeggen hoe deze veranderingen ervoor kunnen zorgen dat octopussen zich beter aanpassen aan de kou. De onderzoekers zijn echter van mening dat de tijdschaal waarop deze veranderingen plaatsvinden, aangeeft dat ze meer geschikt zijn voor seizoensvariaties in temperatuur dan voor plotselinge veranderingen, zoals die veroorzaakt door oceaanstromingen en klimaatverandering.

Octopussen, met hun unieke vermogen om hun genetische code aan te passen, zouden hen kunnen helpen begrijpen hoe soorten evolueren en zich aanpassen aan veranderende omgevingsomstandigheden. Aangezien de door deze dieren gemodificeerde eiwitten ook in mensen aanwezig zijn, opent dit een interessant perspectief om te begrijpen hoe deze zelfde eiwitten bij mensen functioneren en nuttig kunnen zijn in medisch onderzoek.

Ondanks deze vooruitgang blijven veel vragen onbeantwoord: waarom ontwikkelden octopussen dit vermogen om RNA te bewerken op een veel grotere schaal dan enige andere bekende soort? Wat is het exacte mechanisme dat deze temperatuurafhankelijke veranderingen veroorzaakt?

Onderzoek naar het vermogen van mariene soorten om zich aan klimaatverandering aan te passen, moet worden voortgezet. Op de dag na 8 juni, Wereld Oceanen Dag, worden we herinnerd aan de verbazingwekkende veerkracht van het zeeleven, zoals hier blijkt uit octopussen. Om nog maar te zwijgen, er valt nog zoveel meer te ontdekken over de oceanen en de levensvormen die ze ondersteunen.

bron : cel