Кальмары обогащают свою ДНК-«инструкцию» за счёт массового редактирования РНК

Сравнительная геномика показала, что у столь разных организмов, как человек, морской ёж, черви и мухи, набор генов в целом одинаков. Как же тогда виды развивают огромные различия в форме, размере и сложности?

Один из ответов оказался неожиданным. Вопреки классической «центральной догме» молекулярной биологии, генетическая информация не всегда точно передаётся от ДНК к матричной РНК (mRNA) и далее к синтезу белков. Она может значительно изменяться по пути, в том числе за счёт точного «редактирования» на стадии РНК, что позволяет тонко настраивать тип производимых белков.

Раньше считалось, что редактирование РНК используется редко, на основе ограниченных исследований на млекопитающих и мухах. Однако учёные под руководством Джошуа Розенталя обнаружили самый массовый случай редактирования РНК у обычного кальмара Doryteuthis pealeii — сложного морского организма, давно ценимого в исследованиях нервной системы.

Сравнив последовательности ДНК и РНК из мозга кальмара, команда обнаружила, что 60% транскриптов РНК были отредактированы. Это на порядки больше «перекодировки» генетических инструкций, чем у любого другого известного вида. Учёные нашли 57 000 сайтов перекодировки в мозге кальмара (для сравнения: у человека известно около 100, у плодовой мушки — 600). Это создаёт огромное разнообразие белков, что указывает на важную роль редактирования РНК в физиологии мозга кальмара. Возможно, это позволяет кальмарам тонко настраивать физиологический ответ на изменения среды, например, температуры.

«У кальмаров редактирование РНК настолько повсеместно, что центральную догму следует модифицировать, включив этот процесс», — говорит Розенталь. — «Эти результаты открывают возможность, что у многих организмов обширная перекодировка является обычным способом создания функционального разнообразия».