요약: 문어는 척추동물과 유사한 진화를 반영하는 신경 조직에서 엄청나게 확장된 mRNA 레퍼토리를 가지고 있습니다. 결과는 miRNA가 복잡한 뇌의 발달에 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다.
원천: MDC
문어, 오징어, 오징어와 같은 두족류는 복잡한 신경계를 가진 고도로 지능적인 동물입니다. Science Advances에서 Max Delbrück Center의 Nicholas Rajewski가 이끄는 팀은 이제 그들의 개발이 microRNA 레퍼토리의 기하급수적인 확장과 연결되어 있음을 보여주었습니다.
진화의 역사를 충분히 거슬러 올라가면 인간과 두족류의 마지막으로 알려진 공통 조상인 최소한의 지능과 단순한 눈점을 가진 원시 벌레 같은 동물을 만나게 됩니다.
나중에 동물계는 등뼈가 있는 것과 없는 것, 이렇게 두 그룹의 유기체로 나눌 수 있습니다.
척추동물, 특히 다른 영장류와 포유동물은 다양한 인지 능력을 가진 크고 복잡한 뇌를 진화시켰지만 무척추동물은 그렇지 않았습니다.
한 가지 예외가 있습니다: 두족류.
과학자들은 왜 이 연체동물만이 그렇게 복잡한 신경계를 발달시킬 수 있는지 오랫동안 궁금해했습니다. 이제 Max Delbrück Center와 미국 Dartmouth College의 연구원들이 이끄는 국제 팀이 가능한 원인을 제시했습니다.
에 게시된 검색에서과학의 발전그들은 문어가 척추동물에서 발생한 유사한 발달을 반영하여 신경 조직에서 마이크로RNA(miRNA)의 광범위하게 확장된 레퍼토리를 보유하고 있다고 설명합니다. 막스 델브뤼크 센터(MDC-BIMSB)의 막스 델브뤼크 센터(MDC-BIMSB)에서 유전자 조절 요소 연구소의 시스템 생물학 책임자이자 논문의 최근 저자인 그는 이 발견이 아마도 마이크로분자가 복잡한 두뇌 발달.
2019년 Rajewsky는 문어에 대한 유전자 분석에 대한 게시물을 읽었습니다. 과학자들은 이 두족류에서 많은 RNA 변형이 일어난다는 사실을 발견했습니다. 즉, RNA를 재암호화할 수 있는 특정 효소를 많이 사용한다는 의미입니다.
Rajewsky는 “문어가 편집에 능숙할 뿐만 아니라 다른 RNA 트릭도 가질 수 있다는 생각이 들었습니다.”라고 회상합니다. 그래서 그는 나폴리에 있는 Stazione Zoologica Anton Dohrn 해양 연구소와 공동 작업을 시작했습니다. 그곳에서 죽은 문어에서 추출한 18가지 유형의 조직 샘플을 그에게 보냈습니다.
이러한 분석의 결과는 놀라웠습니다. “실제로 많은 RNA 편집이 있었지만 우리가 중요하다고 생각하는 영역에는 없었습니다.”라고 Rajewsky는 말합니다.
가장 흥미로운 발견은 실제로 잘 알려진 RNA 유전자 그룹인 microRNA의 극적인 확장이었습니다. 특히 신경 조직과 대부분 뇌에서 총 42개의 새로운 miRNA 계열이 발견되었습니다.
이 유전자들이 두족류 진화 전반에 걸쳐 보존되었다는 점을 감안할 때, 팀은 그들이 동물에게 분명히 유익하고 따라서 기능적으로 중요하다고 결론지었습니다.
Ragowski는 20년 이상 미세 입자를 연구해 왔습니다. 세포에서 단백질 생산에 대한 지침을 제공하는 메신저 RNA로 번역되는 대신, 이 유전자는 메신저 RNA에 결합하여 단백질 생산에 영향을 미치는 작은 RNA 조각을 암호화합니다.
이러한 결합 부위는 또한 두족류의 진화 전반에 걸쳐 보존되었으며, 이는 이러한 새로운 미세 분자가 기능적으로 중요하다는 또 다른 표시입니다.
새로운 마이크로RNA 제품군
“이것은 동물계에서 세 번째로 큰 microRNA 계열의 확장이며 척추동물 외에는 가장 큰 것입니다.”라고 프라하에서 의대를 졸업하고 나중에 MDC-BIMSB의 Rajewsky 연구실에서 교육을 받은 우크라이나 과학자 Grigory Zolotarov는 말했습니다. .
“크기에 대한 아이디어를 제공하기 위해 연체 동물이기도 한 조개는 문어와 공유한 마지막 조상 이후로 5개의 새로운 마이크로 RNA 계열을 획득한 반면 문어는 90개를 얻었습니다!” Zolotaroff는 굴이 지능으로 정확히 알려져 있지 않다고 덧붙입니다.
문어에 대한 Rajewsky의 매력은 몇 년 전 캘리포니아의 Monterey Bay Aquarium을 저녁에 방문하는 동안 시작되었습니다. “나는 이 생물체가 탱크 바닥에 앉아 있는 것을 보았고 우리는 서로를 바라보며 몇 분을 보냈습니다. 그래서 나는 생각했습니다.”
문어를 보는 것은 물고기를 보는 것과는 매우 다르다고 그는 말합니다. 문어는 인간과 유사한 복잡한 “카메라” 눈을 가지고 있습니다.
진화론적 관점에서 문어는 무척추동물 중에서 독특합니다. 그들은 중앙 뇌와 말초 신경계, 즉 독립적으로 행동할 수 있는 기관을 가지고 있습니다. 문어가 촉수를 잃어도 촉수는 계속 민감하여 움직일 수 있습니다.
문어가 복잡한 뇌 기능을 개발하는 데 혼자 있는 이유는 예를 들어 껍질을 여는 도구로 팔을 매우 의도적으로 사용하기 때문일 수 있습니다.
문어는 또한 지능의 다른 징후도 보여줍니다. 문어는 매우 호기심이 많고 사물을 기억할 수 있습니다. 그들은 또한 사람들을 알게 되고 다른 사람들보다 어떤 사람들을 더 좋아할 수 있습니다.
연구원들은 이제 잠자는 동안 피부색과 피부 구조가 바뀌기 때문에 꿈을 꾸기도 한다고 믿고 있습니다.
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외계인 같은 생물
Rajewsky는 “외국인을 만나고 싶다면 다이빙을 하고 문어와 친구를 사귀라고 합니다.
그는 이제 다른 문어 연구자들과 합류하여 과학자들 간의 더 많은 교류를 가능하게 할 유럽 네트워크를 형성할 계획입니다. 커뮤니티는 현재 소규모이지만 Rajewsky는 문어에 대한 관심이 행동 연구자들 사이를 포함하여 전 세계적으로 증가하고 있다고 말합니다.
우리 지능과는 완전히 독립적으로 진화한 지능의 형태를 분석하는 것은 흥미롭다고 그는 말합니다. 그러나 쉽지 않습니다. “작은 간식을 보상으로 사용하여 테스트를 수행하면 곧 흥미를 잃을 것입니다. 적어도 제 동료들은 제게 그렇게 말합니다. “라고 Rajewsky는 말합니다.
“문어는 전형적인 모델 유기체가 아니기 때문에 우리의 생체 분자 도구는 매우 제한적이었습니다.”라고 Zolotarov는 말합니다. “그래서 우리는 어떤 유형의 세포가 새로운 마이크로RNA를 발현하는지 정확히 알지 못합니다.” Rajewsky의 팀은 이제 Rajewsky의 연구실에서 개발된 기술을 적용하여 문어 조직의 세포를 분자 수준에서 볼 수 있도록 할 계획입니다.
이 유전학과 진화 신경과학 뉴스에 대하여
작가: 야나 슐로터
원천: MDC
연락하다: 야나 슐로터 – MDC
그림: Nir Friedman의 이미지 크레딧
원래 검색: 오픈 액세스.
“MicroRNA는 복잡한 문어 뇌의 출현과 밀접한 관련이 있습니다.Nicholas Ragowski 등이 작성했습니다. 과학의 발전
요약
MicroRNA는 복잡한 문어 뇌의 출현과 밀접한 관련이 있습니다.
문어와 같은 연체 두족류는 척추동물과 독립적으로 진화한 고도로 복잡한 신경계를 가진 매우 지능적인 무척추동물입니다. 그들의 신경 조직에서 높은 RNA 편집을 감안할 때, 우리는 RNA 조절이 이 그룹의 인지적 성공에 중요한 역할을 할 수 있다는 가설을 세웠습니다.
따라서, 우리는 18개의 조직을 포함하는 3종의 두족류에서 전령 RNA와 작은 RNA를 특성화했습니다. 일반 문어. 연체 두족류의 주요 RNA 혁신은 마이크로RNA(miRNA) 유전자 레퍼토리의 확장임을 보여줍니다.
이러한 진화적으로 새로운 miRNA는 주로 성인 신경 조직에서 그리고 발달 중에 발현되었으며 기능적, 따라서 잠재적으로 기능적인 표적 부위를 유지했습니다. 유일하게 유사한 miRNA 확장이 척추동물에서 발생했습니다.
따라서 우리는 소분자가 복잡한 동물 두뇌의 발달과 밀접하게 연결되어 있다고 제안합니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”