Кальмары умеют то, что долгое время казалось уделом сложных организмов: они меняют свойства тысяч белков, не затрагивая собственную ДНК. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США) изучили белки длиннопёрого кальмара (Doryteuthis pealeii) и обнаружили, что изменения в РНК способны существенно влиять на их свойства. Результаты опубликованы в журнале Cell.
Обычно информация о строении белков хранится в ДНК, а молекулы РНК служат своеобразными инструкциями для их производства. Однако некоторые животные способны редактировать эти инструкции уже после их создания, изменяя отдельные элементы РНК.
У кальмаров этот процесс идёт с помощью специальных ферментов — ADAR, которые преобразуют нуклеотид аденозин в инозин. При считывании РНК клетка воспринимает инозин как гуанозин. Из-за этого в готовом белке может произойти замена одной аминокислоты на другую. В результате клетка производит разные варианты одного белка без изменений в исходном генетическом коде.
Этот процесс встречается и у человека, но у кальмаров, осьминогов и каракатиц он распространён значительно шире. Чтобы выяснить, насколько сильно редактирование РНК влияет на организм, учёные изучили около 8 тысяч участков изменений, затрагивающих больше 2 тысяч белков в зрительных долях мозга и жабрах кальмара.
Изменения белков влияли на активность, стабильность, локализацию белков и даже на то, как они взаимодействуют с другими белкамиИсточник: Cell
Оказалось, что редактирование РНК способно менять активность белков, их расположение внутри клетки и взаимодействие с другими молекулами. Некоторые изменения затрагивали митохондрии и могли влиять на их устойчивость и способность к самовосстановлению. Особенно активно редактирование происходило в зрительных долях мозга, отвечающих за обработку визуальной информации. Учёные предполагают, что способность создавать разные варианты белков может быть связана со сложной нервной системой головоногих моллюсков.
Кроме того, исследователи обнаружили около 5 тысяч коротких белковых последовательностей, которых не было в справочных базах данных. Это указывает на гораздо большее разнообразие белков у кальмаров, чем предполагалось ранее.
Теоретически сочетания обнаруженных изменений позволяют получить невероятное количество вариантов белков — больше, чем всех звёзд и планет во Вселенной вместе взятых. Однако пока неизвестно, сколько из них действительно образуется в организме животных.