章魚(yú)這么聰明是不是因為他們能忽視基因程序？研究者證實(shí)章魚(yú)和其他頭足綱動(dòng)物能編輯來(lái)自DNA的信息，而不是像大部分其他生物那樣直接遵從。
早先，科學(xué)家認為這個(gè)中國人私下流傳的分子過(guò)程在動(dòng)物進(jìn)化中并不重要。但在細胞雜志上發(fā)表的新研究顯示，對于那些觸手海洋生物而言并非如此。
該研究表明基因修改可能直接導致了頭足綱動(dòng)物出色的智慧，讓他們能解決復雜的謎題，通過(guò)改變皮膚顏色進(jìn)行視覺(jué)交流，是所有無(wú)脊椎動(dòng)物中最聰明的。然而，這種改變基因信息的能力是有代價(jià)的，可能降低了其他普遍形式的適應進(jìn)化。
DNA是生命的藍圖，由四種字母書(shū)寫(xiě)，描述了如何生成有機體所需的各種蛋白質(zhì)。要合成特定的蛋白質(zhì)，首先需要酶轉錄DNA相應的片段，生成RNA分子。部分信息最終翻譯到氨基酸鏈中，即蛋白質(zhì)的基本組成。
Doryteuthis pealeii——一種魷魚(yú)
對大多數包括人類(lèi)在內的有機體，蛋白質(zhì)合成的整個(gè)過(guò)程大部分由DNA排列的原始指導決定。自從發(fā)現遺傳信息存儲于DNA中以來(lái)，我們對基因的理解均基于該前提。但近期的研究發(fā)現章魚(yú)，魷魚(yú)以及烏賊并不總是遵循他們的基因指導。
在準確復制DNA得到RNA信息之后，通過(guò)RNA編輯可改變其中的信息。編輯后的信息隨后產(chǎn)生修改后的蛋白質(zhì)。RNA編輯首先在1986年由研究類(lèi)似于細菌的造成非洲錐蟲(chóng)病的單細胞寄生蟲(chóng)的研究者提出。
Sepia officinalis——一種烏賊
之后，研究者發(fā)現RNA編輯在動(dòng)物中相對而言并不重要。例如，人類(lèi)在蛋白質(zhì)編碼序列中僅有一小撮RNA編輯地點(diǎn)。此外，我們所知的由RNA編輯產(chǎn)生的變化被認為影響不大，并且關(guān)聯(lián)較大的物種群體間共享的這種變化很少。
然而，在特別聰明的魷魚(yú)中，RNA編輯影響了與神經(jīng)系統相關(guān)的大部分基因。這表明在某些有機體群體中，RNA編輯可能起到了重要作用。通過(guò)對比頭足綱動(dòng)物中RNA編輯的發(fā)生頻率，新研究鑒定了在進(jìn)化歷史中改變基因信息的能力起作用的時(shí)候。
研究顯示具有異常復雜行為的章魚(yú)，魷魚(yú)和烏賊的共同祖先中廣泛存在RNA編輯。而在頭腦相對簡(jiǎn)單的遠親鸚鵡螺中則較為少見(jiàn)。由于在神經(jīng)蛋白質(zhì)中RNA編輯尤其之多，研究者認為這可能導致了頭足類(lèi)動(dòng)物出色的智慧。
研究者認為RNA編輯增加了產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的多樣性，賦予了頭足類(lèi)動(dòng)物一定的進(jìn)化優(yōu)勢，使得他們能快速適應變化的環(huán)境。例如，我們知道RNA編輯使得章魚(yú)能夠應對較大的溫度變化，因此能在寒冷的極地海洋中生存。
折中
但該最新研究還表明在環(huán)境快速適應能力和長(cháng)期的達爾文DNA進(jìn)化過(guò)程中可能存在折中。
RNA編輯是由酶實(shí)現的，這種酶要求基因編碼上的特定靶位置，圍繞RNA信息上需要編輯的位置。在基因靶位置上發(fā)生任何變異都會(huì )打斷整個(gè)過(guò)程，并且這種酶再也不能編輯RNA信息。為了避免這種情形，頭足綱動(dòng)物進(jìn)化了DNA，使其不容易變異。
Octopus bimaculoides——一種章魚(yú)
然而，變異是陳舊DNA分子進(jìn)化的基礎，需要借此永久改變蛋白質(zhì)的編碼，改善其功能。因此頭足綱動(dòng)物中普遍存在的RNA編輯似乎極大限制了其自適應DNA進(jìn)化的潛力。這可能在某種程度上解釋了為什么在動(dòng)物中并不普遍存在RNA編輯。
頭足綱動(dòng)物中普遍存在的RNA編輯使得我們需要重新思考對其在自然界中的重要性理解。對頭足綱動(dòng)物，DNA指導的跡象比我們先前所認為的更為輕微。
