南极章鱼御寒秘方大 神奇RNA编辑
在南极冰冷海域中生存的章鱼,虽然无需为触手穿戴手套,但它们却通过一种令人惊叹的方式抵抗寒冷。最近的研究揭示了一种独特的生物学机制——这种海洋生物通过被称为核糖核酸(RNA)编辑的技术定制其关键神经系统蛋白质,以应对低温环境。这项研究也首次证明了RNA编辑不仅能改变特定基因,更能促进适应性进化。
当神经细胞活跃时,其质膜中的蛋白质通道就像开关一样,让不同的离子自由进出。在低温环境下,这些蛋白质通道可能会受到干扰,导致神经系统传递信号的能力受阻。因为严寒可能会使钾通道的关闭变得迟缓。科学家们推测,生活在寒冷地区的生物可能已经发展出了改进其钾通道的方法,以便在这种极端环境中生存。
来自圣胡安市波多黎各大学医学科学院的分子神经生理学家Joshua Rosenthal和他的研究生Sandra Garrett已经找到了这个问题的答案。Rosenthal表示:“我们正在从基因层面研究这种变化。”
在这项引人入胜的研究中,科学家们对比了南极冰冷海域中的章鱼与栖息在温暖水域、波多黎各珊瑚礁的章鱼(水温通常在25至35摄氏度之间)。令人惊讶的是,两种章鱼体内的钾通道基因具有几乎相同的脱氧核糖核酸(DNA)序列。为了深入理解这两种章鱼之间的差异,研究人员将这些基因植入蛙卵细胞中,合成每种蛋白质并加载到质膜上。这一实验使得研究人员能够测量每个物种钾通道的电活动。
实验结果显示,尽管这两种物种的钾通道功能在基础层面上相似,但在适应寒冷环境方面却存在显著差异。南极章鱼通过RNA编辑手段对其神经系统蛋白质进行了微调,使其在低温下依然能够正常运作。这一发现为我们揭示了生物适应极端环境的一种全新机制,也让我们对自然界的奇妙适应性有了更深的认识。这一研究不仅丰富了我们对生物适应性的理解,也为未来的生物学研究提供了新的思路。