Кальмары перекодировали РНК за пределами клеточного ядра

25 марта 2020, 14:11

Кальмары Doryteuthis pealeii способны менять последовательность нуклеотидов в РНК не только в ядрах клеток, но и в аксонах — длинных отростках нейронов, по которым передаются нервные импульсы. Более того, в аксонах этот процесс идет интенсивнее, чем в телах клеток. Вероятно, это позволяет моллюскам осуществлять очень тонкую настройку работы нервной системы. Статья опубликована в Nucleic Acids Research.

Кальмары, наука, рнк, клеточное ядро

Гены кодируют белки, но информация о последовательности аминокислот в белках берется не напрямую с ДНК, а от РНК. Можно считать информацию с одного участка ДНК, создать на ее основе несколько копий РНК, а затем немного изменить каждую из них так, чтобы они больше не совпадали друг с другом. Затем, когда эти РНК попадут в рибосомы, те произведут неодинаковые молекулы белков. Это позволяет расширить множество белков, которые способна синтезировать клетка, и вместе с тем оставить неизменной наследственную информацию.

Менять последовательность нуклеотидов в РНК могут все организмы, у которых есть фермент из группы аденозиндеаминаз, действующих на рибонуклеиновые кислоты (ADAR). Они превращают аденозин в инозин — нуклеозид, более близкий к гуанозину. В результате рибосома считывает другую информацию с РНК и создает белок с измененной последовательностью аминокислот. ADAR обладают многие животные, в том числе люди, но далеко не все рибонуклеиновые кислоты несут участки, с которыми мог бы связаться этот фермент.

Исключение — головоногие моллюски. У некоторых их видов почти половину РНК можно перекодировать с помощью ADAR. РНК, которые получается изменить таким образом, часто синтезируются в нервных клетках. Аденозиндезаминаза позволяет сделать работу нейронов более эффективной в условиях низких температур, но наверняка есть и иной биологический смысл перекодирования РНК в нервных клетках.

Сотрудники Лаборатории морской биологии Чикагского университета совместно с коллегами из Колорадского университета в Денвере и Тель-Авивского университета во главе с Джошуа Розенталем (Joshua Rosenthal) давно исследуют перекодирование РНК в нейронах головоногих. Их более ранние исследования были сфокусированы на изменении рибонуклеиновых кислот в ядрах нервных клеток. В новой работе они решили посмотреть, может ли аденозиндезаминаза действовать на РНК за пределами ядер.

Чтобы проверить это, ученые использовали кальмаров Doryteuthis pealeii. В 1930-х годах Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли установили механизм передачи нервного импульса по аксонам (длинным отросткам нейронов) этих же моллюсков. Теперь биологи с помощью вестерн-блоттинга, иммуногистохимии и транскриптомики определили, в каких тканях кальмара присутствует ADAR и каков процент замен аденозина на инозин в различных частях тела и даже отдельных клеток животного.

Частота замены аденозина на инозин в различных структурах нервной системы кальмара и в его сердце. OL — зрительная доля; SG — звездчатый ганглий; SN — мелкие нервные волокна; GA — гигантский аксон; AP — аксоплазма; HE — сердце. AD — аденозиндезаминаза, положительный контроль. В зрительных долях, звездчатых ганглиях и сердце содержатся как аксоны нейронов, так и их тела с ядрами

Isabel C. Vallecillo-Viejo et al. / Nucleic Acids Research, 2020

Поделиться Оказалось, что аденозиндезаминаза есть не только в телах нейронов, где расположены ядра этих клеток, но и в аксонах. РНК в них часто бывают перекодированы. Это касается не только гигантских аксонов, но и близлежащих отростков других нейронов более скромных размеров. Притом доля измененных рибонуклеиновых кислот в разных частях тела кальмара неодинакова. В аксонах этот процесс, как правило, идет даже интенсивнее, чем в ядрах нервных клеток.

Аргумент в пользу того, что РНК перекодируются на месте, а не обрабатываются в ядре и оттуда направляются в аксон, заключается в том, что у рибонуклеиновых кислот в аксонах и ядрах в ряде случаев изменены неодинаковые участки. Однако нет полной гарантии, что РНК попадает в отростки нейронов неизменной. Механизм регуляции работы ADAR в различных частях клеток и различных органах кальмара еще предстоит выяснить.

Также стоит узнать, не происходит ли перекодирования РНК у других животных. Авторы работы отмечают, что один из вариантов аденозиндеаминаз, действующих на рибонуклеиновые кислоты, есть и в цитоплазме клеток млекопитающих, но пока никто не проверял, работает ли он там.

В последние годы головоногих моллюсков все чаще используют в качестве лабораторных животных. Во многих аспектах когнитивной деятельности они не уступают мышам и даже крысам, хотя нервная система беспозвоночных развивалась по совершенно иному пути. О том, как используют головоногих в науке, мы рассказывали в материале «Как стать моделью».

Источник: nplus1.ru

Также в разделе:

США стали крупнейшим импортером вьетнамской тилапии в феврале...

Карантин в Перу ставит под угрозу начало сезона добычи анчоусов...

Китай: Пекин призвал местные органы власти делать запасы птицы и продукции аквакультуры...

Названы сферы экономики, которые не пострадают из-за коронавируса...

Ученые ВНИРО изучат запасы минтая и крабов в Японском море и Татарском проливе...

Комментарии (0):

Эту новость еще никто не прокомментировал. Ваш комментарий может стать первым.

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать новости.

Также вас может заинтересовать

Японские ученые предлагают рекордно низкую квоту на кальмаров
5 марта 2020, 10:56
Консультативная группа предложила установить ежегодную квоту на вылов тихоокеанских кальмаров (японских летающих кальмаров Surume ika или Todarodes pacificus) на уровне 57000 тонн, что является самым низким показателем за всю историю рыболовства, начиная со следующего месяца, сообщает The Japan...
Ученые из России придумали, как сгонять кальмаров в стаи
30 декабря 2019, 10:38
Российские ученые изобрели устройство, чтобы сгонять кальмаров в стаи. Изобретение позволит рыбакам более эффективно вылавливать этих моллюсков.  Приморские ученые создали устройство на базе Центра коллективного пользования «Приморского океанариума». Ожидается, что...
Казахстанским аграриям будут возмещать расходы на науку с 2020 года
18 декабря 2019, 10:20
С 2020 года МСХ РК начнет возмещать аграриям расходы на проведение научных исследований и внедрение инноваций. С 2020 года Минсельхоз Казахстана начнет возмещать аграриям расходы на проведение научных исследований и внедрение инноваций. «Для оживления взаимного интереса...


Авторизуйтесь,
чтобы получить доступ к личному профилю.

Недавние ответы:
Горячее предложение