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章鱼找到了一种克服南极水域寒冷温度的新方法,方法是使用RNA编辑来定制关键的神经系统蛋白质,使它们能够在低温下工作。《科学》杂志的一篇新论文首次揭示了 RNA 编辑,而不仅仅是改变基因,可以导致适应。
低温会阻碍神经系统中的某些蛋白质,这意味着它将无法发送信号。当神经细胞放电时,细胞膜中的蛋白质通道会打开或关闭,从而允许离子进出。一旦恢复正常,离子通道就会释放出钾离子。极冷的温度会延迟通道的关闭,从而阻碍神经元再次放电的能力。科学家们假设,一些生活在极度寒冷气候中的物种已经改变了它们的钾通道,以便它们在寒冷中更好地工作。
章鱼加勒特来自圣胡安波多黎各大学医学院的分子神经生理学家 Joshua Rosenthal 在他的研究生 Sandra Garrett 的陪同下,弄清楚了这种适应是如何发生的。他们最初认为他们会在基因水平上看到变化,这意味着来自这些冷生活物种的预期钾通道基因会进化为在低温下变得更有效率。
他们通过比较生活在南极海域的章鱼物种和生活在波多黎各珊瑚礁中的另一种章鱼来检验他们的假设。他们发现这两个物种的钾通道基因几乎完全相同。然后,他们将基因注入青蛙卵细胞,这些卵细胞制造出每种蛋白质并将其安装到质膜中。这使研究人员能够测量每个物种钾通道的电活动。
他们发现钾通道以同样的方式发挥作用。他们转向了 RNA 编辑假说。RNA 编辑允许改变基因编码的蛋白质。在 RNA 编辑过程中,可以改变氨基酸序列,从而改变蛋白质的功能,南极章鱼在 9 个位点编辑其 RNA,从而改变钾通道的氨基酸序列。这一变化使通道的关闭速度增加了一倍多,从而更好地适应冷水。环境越冷,该物种就越有可能对通道进行 RNA 编辑。
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