Wenn es um Tintenfische geht, muss man sich einfach wundern.
Nicht nur, weil sie rutschig sind, sondern auch, weil sie eine unglaubliche Fähigkeit zur genetischen Bearbeitung haben – dies ermöglicht es ihnen, ihre eigene RNA abzustimmen, nachdem sie den Kern verlassen hat.
Das bedeutet es. Zumindest beim Menschen bleiben die Gene weitgehend unverändert, bis sie rekombiniert und an die nächste Generation weitergegeben werden.
Dies gilt auch für unsere Messenger-RNA (mRNA). Nützliche Moleküle lesen unsere DNA, erstellen kurze kleine RNA-Nachrichten und senden sie außerhalb des Kerns, um dem Rest der Zelle mitzuteilen, welche Proteine aufgebaut werden sollen.
Sobald diese mRNA den Kern verlassen hat, wird angenommen, dass die genetische Information, die sie trägt, nicht geändert werden kann – aber neue Forschungen haben gezeigt, dass dies bei den Nerven des Tintenfischs nicht der Fall ist.
“Wir haben herausgefunden, dass Tintenfische RNA an der Peripherie der Zelle modifizieren können”, sagt der Woods Hole-Genetiker Joshua Rosenthal vom Marine Biological Laboratory (MBL).
“Es funktioniert, indem es das Nervensystem massiv abstimmt”, sagte Rosenthal. “Dies ist wirklich eine neue Art der Evolution.”
Das Team nahm Nervengewebeproben von einem erwachsenen männlichen langhaarigen Tintenfisch (Doryteuthis pealeii) und analysierte die Proteinexpression sowie das Tintenfischtranskript, das im Genom ähnlich ist, jedoch für mRNA.
Sie fanden heraus, dass in Tintenfischnerven (oder Neuronen) mRNA außerhalb des Kerns in einem Teil der Zelle, der als Axon bezeichnet wird, bearbeitet wurde.
Diese mRNA-Bearbeitung ermöglicht es Tintenfischen, die Proteine, die sie an lokalen Punkten produzieren, fein abzustimmen. Dank dieser Entdeckung wurde Tintenfisch die einzige Kreatur, die wir kennen und die dies kann.
Dies ist jedoch nicht das erste Mal, dass Tintenfische ihre genetischen Fähigkeiten unter Beweis stellen. Bereits 2015 entdeckte ein Team von Wissenschaftlern von MBL, dass Tintenfische ihre mRNA in ihrem Kern in unglaublichem Maße bearbeiten – Größenordnungen mehr als beim Menschen.
„Wir dachten, dass die gesamte RNA-Bearbeitung im Zellkern stattfindet und die modifizierten RNA-Nachrichten dann in die Zelle exportiert werden“, erklärt Rosenthal.
Das Team zeigte jedoch, dass die Bearbeitung in beiden Fällen zwar wesentlich häufiger außerhalb des Kerns im Axon als innerhalb des Kerns erfolgt.
Kraken, Tintenfische und Tintenfische verwenden die mRNA-Bearbeitung, um die im Nervensystem produzierten Proteine zu diversifizieren. Dies kann einer der Gründe sein, warum diese Kreaturen viel schlauer sind als andere Wirbellose.
„Die Idee, dass genetische Informationen innerhalb der Zelle auf unterschiedliche Weise bearbeitet werden können, ist neu und erweitert unser Verständnis, wie ein einzelnes Projekt genetischer Informationen zu räumlicher Komplexität führen kann“, schreibt das Team in einem neuen Artikel.
“Ein solcher Prozess kann die Funktion des Proteins fein abstimmen, um die spezifischen physiologischen Bedürfnisse verschiedener Zellregionen zu erfüllen.”
Während dies derzeit nur eine interessante genetische Studie für Tintenfische ist, glauben Biologen, dass diese Art von System letztendlich dazu beitragen könnte, neurologische Störungen zu behandeln, die eine axonale Dysfunktion beinhalten.
CRISPR hat das Spiel in Bezug auf die Bearbeitung von DNA in unseren Zellen grundlegend verändert. Die RNA ist deutlich weniger konstant und daher kann die Bearbeitung weniger gefährlich sein.
“RNA-Editing ist sicherer als DNA-Editing”, sagte Rosenthal.
Die Studie wurde in Nucleic Acids Research veröffentlicht.
Quellen: Foto: Wikipedia Commons
