تغییرات عجیب مغز اختاپوس‌ها

اختاپوس‌ ها آبزیانی با توانایی منحصر به‌فرد برای محافظت از سیستم عصبی خود در برابر تغییرات شدید دمایی هستند. آنها می‌توانند به سرعت پروتئین‌های کلیدی سلول‌های عصبی خود را دوباره بازسازی کرده و اطمینان حاصل کنند که فعالیت‌ها عصبی حیاتی تحت تاثیر کاهش شدید دما، فعال باقی می‌مانند.

این فرآیند با ویرایش RNA آنها اتفاق می‌افتد، این قابلیت نادر در برخی گونه‌های اختاپوس و ماهی مرکب یافت می‌شود. رمزگذاری مجدد RNA به ارگانیسم‌ها این امکان را می‌دهد که در زمان و مکان مورد نظر، انواع مختلفی از پروتئین‌ها را جذب کنند.

در سفالوپودها، بازسازی مجدد اغلب برای پروتئین‌هایی رخ می‌دهد که در عملکرد سیستم عصبی نقش حیاتی دارند. توانایی آنها در رمزگذاری مجدد دانشمندان را به این فکر وا داشته که چگونه می‌توان از این ویژگی برای سازگاری با تغییرات محیطی استفاده کرد.

بدین منظور محققان دمای دو سکونتگاه اختاپوس‌ها در کالیفرنیا را به ۲۲ درجه سانتی‌گراد و سپس ۱۳ درجه سانتی‌گراد تغییر دادند، در مرحله بعد اطلاعات ژنتیکی آنها با ژنوم موجود در پایگاه داده مقایسه شد. آنها با بررسی بیش از ۶۰ نقطه ویرایش شده، دریافتند که اصلاحات مربوط به دما در حدود ۲۰ هزار نقطه اتفاق افتاده است.

پروتئین‌هایی که از این طریق اصلاح و سازگار می‌شوند معمولا از نوع عصبی هستند و تقریبا همه مناطقی که به دما حساس هستند در سرما دستخوش تغییرات بیش‌تری برای انطباق با محیط می‌شوند. به‌نظر می‌رسد این ویرایش در پاسخ به سازگاری با آب سرد به‌جای آب گرم است که بر پروتئین‌های عصبی حساب به دمای پایین‌تر تاثیر می‌گذارد.

دانشمندان هم‌چنین با انجام آزمایشی دیگر به بررسی سرعت تغییرات مذکور پرداختند. آنها دمای مخزن اختاپوس را از ۱۴ درجه به ۲۴ درجه سانتی‌گراد و برعکس تغییر دادند و در طول ۲۰ ساعت ۰.۵ درجه افزایش یا کاهش دادند.

آنها سپس میزان اصلاح RNA در مغز هر اختاپوس را درست پیش از شروع تغییر دما، پس از آن و هم‌چنین چهار روز بعد آزمایش کردند. محققان از این طریق دریافتند که تغییرات قابل توجه می‌تواند در کم‌تر از یک روز رخ دهد و در عرض چهار روز ، آنها در محدوده ثابت جدیدی قرار دارند که دستکم تا یک ماه پابرجا خواهد بود.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که حداقل یکی از عملکردهای اصلاح RNA در سفالوپود پاسخ سریع به شرایطی است که عدم تطبیق با آن می‌تواند برای موجود خطرناک باشد. ویرایش RNA یک استراتژی نسبتا گسترده میان اختاپوس‌ها و ماهی مرکب برای زنده ماندن در تغییرات محیطی است و اکنون دانشمندان در تلاش هستند تا نحوه استفاده از این فرآیند را با جزئیات بیش‌تری بررسی کنند.