Обнаружены новые возможности генетического редактирования у кальмаров

Учёные обнаружили, что кальмары массово редактируют свои собственные генетические инструкции не только в ядре нейронов, но и в аксоне — длинном отростке нейрона, передающем электрические импульсы другим нейронам. Это первый случай, когда редактирование генетической информации наблюдается вне ядра животной клетки.

Исследование под руководством Изабель К. Вальесильо-Вьехо и Джошуа Розенталя из Морской биологической лаборатории (MBL) в Вудс-Хоуле опубликовано на этой неделе в Nucleic Acids Research.

Открытие наносит ещё один удар по «центральной догме» молекулярной биологии, согласно которой генетическая информация передаётся от ДНК к матричной РНК (mRNA), а затем к синтезу белков. В 2015 году Розенталь и коллеги обнаружили, что кальмары «редактируют» свои инструкции mRNA в чрезвычайной степени — на порядки больше, чем люди, — что позволяет им точно настраивать тип белков, производимых в нервной системе.

«Но мы думали, что всё редактирование РНК происходит в ядре, а затем модифицированные mRNA экспортируются в клетку», — говорит Розенталь, старший автор настоящего исследования. — «Теперь мы показываем, что кальмары могут модифицировать РНК на периферии клетки. Это означает, теоретически, они могут изменять функцию белка в соответствии с локальными потребностями клетки. Это даёт им большую свободу для адаптации генетической информации по мере необходимости».

Команда также показала, что редактирование mRNA в аксоне нервной клетки происходит с гораздо более высокой скоростью, чем в ядре.

У людей дисфункция аксона связана со многими неврологическими расстройствами. Результаты этого исследования могут ускорить усилия биотехнологических компаний, стремящихся использовать этот естественный процесс редактирования РНК у людей в терапевтических целях.

В исследовании участвовали учёные из Тель-Авивского университета и Университета Колорадо в Денвере.

Ранее Розенталь и коллеги показали, что осьминоги и каракатицы также в значительной степени полагаются на редактирование mRNA для диверсификации белков, которые они могут производить в нервной системе. Вместе с кальмарами эти животные известны поразительно сложным поведением по сравнению с другими беспозвоночными.