Τα καλαμάρια μπορούν να τροποποιούν το RNA τους για να δημιουργήσουν 5.000 άγνωστες πρωτεΐνες

Τα καλαμάρια είναι ακόμη πιο παράξενα πλάσματα απ’ ό,τι πίστευαν μέχρι σήμερα οι βιολόγοι.

Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell, ομάδα επιστημόνων του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο (UCSF) εξέτασε το πρωτεΐνωμα των καλαμαριών, δηλαδή το σύνολο των πρωτεϊνών που μπορεί να παράγει ο οργανισμός τους, και διαπίστωσε ότι τα ζώα αυτά μπορούν να τροποποιούν τις γενετικές τους οδηγίες με εντυπωσιακούς τρόπους.

Προτού τα κύτταρα κατασκευάσουν μια πρωτεΐνη, αντιγράφουν τις οδηγίες του DNA στο RNA, δημιουργώντας ένα είδος προσωρινού σχεδίου. Όπως αναφέρει το Science Alert, οι άνθρωποι και άλλα ζώα πραγματοποιούν τακτικά μικρές, προσωρινές τροποποιήσεις σε αυτό το σχέδιο, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται επεξεργασία RNA με τη μεσολάβηση των ενζύμων ADAR.

Ωστόσο, τα κολεοειδή κεφαλόποδα, η ομάδα που περιλαμβάνει τα καλαμάρια, τα χταπόδια και τις σουπιές, πραγματοποιούν τέτοιες τροποποιήσεις πολύ συχνότερα από τα υπόλοιπα ζώα.

Οι ερευνητές εξέτασαν περίπου 24.000 πρωτεΐνες του καλαμαριού Doryteuthis pealeii, εστιάζοντας σε περίπου 8.000 θέσεις τροποποίησης, οι οποίες εντοπίστηκαν σε περισσότερες από 2.000 πρωτεΐνες στα βράγχια και στον οπτικό λοβό του εγκεφάλου του, την περιοχή που είναι υπεύθυνη για την επεξεργασία των οπτικών πληροφοριών.

«Διαπιστώσαμε επιδράσεις στη δραστηριότητα, τη σταθερότητα και τη θέση των πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο, ακόμη και στον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες», δήλωσε ο Τζακ Μόεν, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και ερευνητής κυτταρικής και μοριακής βιολογίας στο UCSF. «Οι επιδράσεις φτάνουν μέχρι τη ρύθμιση της υγείας των κυτταρικών οργανιδίων».

«Τροποποιώντας τις οδηγίες του RNA που χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση πρωτεϊνών, αυτά τα ζώα μπορούν να παράγουν πρωτεΐνες με διαφορετικές ιδιότητες, χωρίς να αλλάζουν το DNA τους», πρόσθεσε.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτή η εξαιρετική ικανότητα επεξεργασίας του RNA ενδέχεται να εξελίχθηκε παράλληλα με το ιδιαίτερα πολύπλοκο νευρικό σύστημα των κεφαλόποδων, το οποίο θεωρείται το πιο εξελιγμένο μεταξύ των ασπόνδυλων.

5.000 πρωτεΐνες που δεν είχαν καταγραφεί ποτέ

Ορισμένες τροποποιήσεις κατεύθυναν τις πρωτεΐνες προς τον πυρήνα του κυττάρου, ενώ άλλες φάνηκε να ενισχύουν τη σταθερότητα των μιτοχονδρίων, των οργανιδίων που παράγουν ενέργεια, καθώς και την ικανότητά τους να ανακυκλώνονται, με τρόπο παρόμοιο με εκείνον που παρατηρείται στα ανθρώπινα κύτταρα. Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε επίσης 5.000 μικρές πρωτεΐνες που δεν είχαν καταγραφεί ποτέ στο παρελθόν.

Σύμφωνα με τον Μόεν, «εάν ληφθούν υπόψη όλες οι θέσεις τροποποίησης που εντοπίστηκαν κατά την ανάλυση του RNA, ο θεωρητικός αριθμός των πιθανών παραλλαγών πλησιάζει το 10²⁴⁸», δηλαδή έναν αριθμό με 248 μηδενικά, ασύγκριτα μεγαλύτερο από τον αριθμό των ατόμων στο σύμπαν.

Πάντως, ο ίδιος διευκρινίζει ότι πρόκειται για μια θεωρητική εκτίμηση, η οποία αποτυπώνει την τεράστια δυνητική ποικιλία πρωτεϊνών. Το πόσο μεγάλο μέρος αυτής της δυνατότητας αξιοποιούν πραγματικά τα καλαμάρια παραμένει άγνωστο.