章魚高智商的秘訣：能自己編輯基因以學習新技能

       2017年05月02日 08:51 新浪科技

　　

　　研究人員認為，章魚、魷魚和墨魚等頭足類動物能通過編輯自己的基因來學習新的技能，但這麼做的代價就是無法演化速度的減慢。

　　

　　科學家發現，魷魚大腦中超過60%的RNA轉錄物是通過編輯記錄下來的，而人類身上這一比例只有1%。

　　

　　儘管章魚、魷魚和墨魚等蛸亞綱物種具有很高的RNA編輯水平，但其他許多動物並非如此。

　　新浪科技訊 北京時間5月2日消息，據國外媒體報道，從打開水族缸的開關，到瞬時的偽裝變色，章魚、魷魚和墨魚等頭足類動物以完成複雜行為的能力著稱。近日的一項新研究揭示了它們這些複雜行為背後的奇特演化路徑。

　　研究人員認為，章魚和魷魚等動物能通過編輯自己的基因來學習新的技能，但這麼做的代價就是演化速度的減慢。在此前的研究中，科學家發現魷魚的RNA（核糖核酸，負責蛋白質合成的分子）編碼區域表現出非常高的編輯率。在這些結果的基礎上，來自美國芝加哥大學海洋生物實驗室的科學家發現，烏賊大腦中超過60%的RNA轉錄物是通過重編碼記錄下來的，而人類身上這一比例只有1%。

　　在後續研究中，科學家在其他3個頭足類物種中發現了同樣活躍的RNA編輯水平。這3個物種包括兩種章魚和一種墨魚，它們都屬於蛸亞綱（Coleoidea）。研究人員還鑒別出了數千個演化過程中保存下來的RNA重編碼位點。RNA編輯現象在這些動物的神經系統中尤為突出，影響了許多在大腦功能和結構中起關鍵作用的蛋白質合成。

　　儘管研究涉及的3個物種具有很高的RNA編輯水平，但其他許多動物並非如此。論文第一作者約書亞·羅森塔爾（Joshua Rosenthal）博士說：「這表明活躍的RNA編輯並沒有普遍存在於軟體動物中；這是蛸亞綱頭足類的一項發明。」

　　在哺乳動物中，只有極少量的RNA編輯位點會被保留下來。羅森塔爾博士說：「這與這些頭足類身上發生的事情有本質不同，它們高度保留下了許多編輯事件。」然而，為了保留大量的RNA重編碼位點，這些物種必須以基因組演化的速率作為代價。

　　舉例來說，最常見的RNA編輯是由RNA腺苷脫氫酶（ADAR）來完成的，而這種酶在編輯過程中需要參照編輯位點周圍的許多鹼基。這些鹼基與編輯位點一起保存在蛸亞綱物種的基因組中。然而，研究團隊的報告稱，這些周圍區域的突變率被嚴重抑制。

　　「我們的結論是，為了維持這種編輯RNA的靈活性，蛸亞綱物種必須放棄編輯位點周圍區域——以很大的數量存在——的演化能力，」 羅森塔爾博士補充道，「突變常常被認為是自然選擇中的硬通貨，而這些動物通過抑制突變來維持RNA水平上的重編碼能力。」

　　目前，研究者希望繼續進行下一步實驗，以確定這種現象背後的機制。「（RNA編輯）什麼時候開啟？在何種環境影響下開啟？」羅森塔爾博士說，「或許是某些很簡單的東西，比如溫度變化；也可能很複雜，比如某種經驗，或某種形式的記憶。」（任天）