Zespół naukowców z Marine Biological Laboratory w Woods Hole w Massachusetts odkrył niezwykłe właściwościami kałamarnic przybrzeżnych (łac. Doryteuthis pealeii), gdy przeanalizował ekspresję białka oraz transkryptom dla RNA w neuronach tych bezkręgowców. (Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA, obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie).
Rodzimy się z pewnym zestawem genów i dopiero następne pokolenia otrzymuje od rodziców zmienioną (zrekombinowaną) pulę genów. mRNA są to cząsteczki, które przepisują informacje genetyczne zawarte w DNA na temat budowy określonych białek i gdy opuszczają jądro komórkowe, niosą tę informację dalej. Dzięki tym przekaźnikom powstają potem białka o określonej strukturze. Do tej pory naukowcy byli przekonani, że takie informacyjne mRNA po opuszczeniu jądra zachowuje na ogół niezmienną już informację genetyczną.
Tak jest u ludzi, ale nie u kałamarnic - co pokazały badania. Naukowcy zauważyli bowiem, że to stworzenie potrafi zmodyfikować mRNA na obrzeżach komórki nerwowej, a dokładniej - w aksonie. Dzięki temu zwierzę znacznie poprawia funkcjonowanie swojego układu nerwowego.
Wszystkie organizmy edytują RNA. U ludzi niektóre schorzenia związane są z nieprawidłowym działaniem mechanizmu edycji RNA. Są to takie choroby jak jedna z postaci stwardnienia zanikowego bocznego, znana jako ALS lub choroba Lou Gehriga. Edycja RNA powiązana jest także z budową odporności.
W neuronach kałamarnic mRNA, czyli informacja genetyczna o budowie białek, jest edytowana nie w jądrze lecz w tej części komórki, którą nazywa się aksonem. Dzięki temu potrafią, jako jedyne ze znanych nam stworzeń, precyzyjnie dostroić wytwarzane białka do miejsca, w którym funkcjonują.
Autorzy odkrycia przypominają, że to nie pierwszy raz, gdy kałamarnica zadziwiła naukowców. W 2015 roku odkryto, że te organizmy edytują swoje mRNA w jądrze w znacznie bardziej zintensyfikowany sposób niż dzieje się to na przykład u ludzi. Wiadomo zatem edycja mRNA u kałamarnic odbywa się zarówno w jądrze (jak u innych żywych istot), jak i poza, w tym wypadku w aksonie, co już jest unikatowe. Dlaczego to robią? Naukowcy nie bardzo wiedzą. Mają tylko pewną hipotezę, która mówi, że edycja mRNA w układzie nerwowym daje kałamarnicom przewagę nad innymi bezkręgowcami. Są one po prostu od nich mądrzejsze.
Edytowanie informacji genetycznej w tak różny sposób jest dla naukowców, zajmujących się medycyną genetyczną, pomysłem nie tylko nowym, ale i bardzo ciekawym.
- Dzięki takim procesom organizm może precyzyjnie dostroić białko w taki sposób, aby sprostało ono specyficznym wymaganiom fizjologicznym różnych części komórki - piszą naukowcy.
Ale co na tym odkryciu może zyskać medycyna? Naukowcy są zdania, że ten "pomysł" natury może w przyszłości pomóc w leczeniu schorzeń neurologicznych, w tym dysfunkcji aksonów.
A to wszystko dzięki technologii edytowania genomu zwanej CRISP. Do leczenia chorób genetycznych wykorzystuje się edycję DNA, która musi być niezwykle precyzyjna, pomyłki są niebezpieczne i prowadzą do nieodwracalnych zmian. Mniej niebezpieczne jest edytowanie RNA, a które można będzie teraz edytować poza jądrem, jak "podpowiedziała" nam kałamarnica. Oznacza to mniejsze niebezpieczeństwo dla pacjenta. Nawet błędna edycja mRNA niesie mniej niebezpieczeństw, ponieważ nieużywane RNA po prostu się rozpada.
Badanie zostało opublikowane w Nucleic Acids Research.
Źródło: Wired.com,
