章鱼有和人脑一样的“跳跃基因”

作为拥有极其复杂的大脑和认知能力的非凡生物,章鱼在无脊椎动物中非常独特。以至于它在某些方面更像是脊椎动物而不是无脊椎动物。正如来自的里雅斯德港 Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati(SISSA)的 Remo Sanges 和来自那不勒斯 Stazione Zoologica Anton Dohrn 的 Graziano Fiorito 最近发表在《生物医学中心生物学刊(BMC Biology)》上的一篇研究论文发现的,这些动物的神经和认知复杂性可能源于与人类大脑类似的分子。这项研究表明,同样的“跳跃基因”在人类大脑和两种章鱼——普通章鱼和加利福尼亚双斑章鱼中都很活跃。这一发现可帮助了解这些非凡生物的智慧秘诀。

早在 2001 年,人类基因组测序就发现其中有超过45%是由转座子序列组成,即所谓的“跳跃基因”,通过分子复制粘贴或者剪切粘贴机制,这些基因可以从一个人基因组的一个地方移动到另一个地方,实现重排或复制。在大多数情况下,这些移动元素都保持沉默:它们没有可见的效果且失去了移动的能力。有些跳跃基因不活跃是因为它们积累了几代突变;其他一些完整的跳跃基因则是被细胞防御机制阻挡。从演化的角度来看,即使是这些片段和转座子的破碎副本仍然可以成为演化雕刻的“原材料”。

在这些移动元素中,最重要的是那些属于长散在重复序列(LINE)家族的元素,它们是在一百个人类基因组拷贝中发现的,可能仍然活跃。传统认为这些 LINE 的活动只是过往的痕迹,是这些移动元素演化过程的残余,但是近年来出现的新证据表明,它们的活动在大脑中受到了精细调节。科学家认为 LINE 转座子与学习和记忆等认知能力有关:它们在海马体中特别活跃,海马体是我们大脑中学习过程神经控制的最重要结构。和我们的一样,章鱼的基因组也富含“跳跃基因”,其中大部分是不活跃的。研究人员着重研究了仍然能够复制粘贴的转座子,在这些动物对认知能力至关重要的大脑区域发现了LINE家族的一个元素。 [原文链接]

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