Кальмары меняют свои белки, не трогая ДНК

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско выяснили, что кальмары с помощью редактирования РНК меняют тысячи своих белков, не затрагивая ДНК, и, по-видимому, умеют это лучше всех других животных

Они изучили протеом — весь набор примерно из 24 тысяч белков — длинноперого прибрежного кальмара (Doryteuthis pealeii). Чтобы построить белок, клетка сначала снимает с гена рабочую копию — РНК, и особый фермент ADAR может заменить в этой копии отдельные «буквы». Тогда белок получается немного другим, хотя ДНК остаётся прежней. В зрительной доле мозга и в жабрах кальмара авторы нашли почти 8 тысяч мест таких правок в 2 с лишним тысячах разных белков.

Оказалось, что правки меняют активность и стабильность белков, их взаимодействие друг с другом и даже место в клетке: изменённые белки перемещаются с её окраин ближе к ядру. Затронуты и органеллы, в том числе митохондрии — «энергетические станции» клетки: по данным авторов, правки делают митохондрии кальмара похожими на человеческие — более устойчивыми к условиям среды и лучше обновляющимися. Меняется и креатиновая система, которая даёт кальмару всплески энергии для резких движений.

В ходе работы учёные выявили 5 тысяч коротких белков, которых не было ни в эталонном протеоме кальмара, ни в базе данных Swiss-Prot, где собраны белки 14 тысяч организмов. По словам ведущего автора исследования Джека Моэна, такие правки позволяют животным создавать белки с разными свойствами без изменения ДНК.

Особенно активно редактирование происходит в зрительной доле мозга кальмара — части его сложной нервной системы. Исследователи предполагают, что высокая способность к редактированию РНК и сложная нервная система у головоногих развивались совместно.

Если учесть все найденные места правок, теоретическое число вариантов белков у кальмара приближается к 10²⁴⁸ — это единица с 248 нулями, несравнимо больше, чем атомов во всей Вселенной. Сколько из них животные производят на самом деле, пока неизвестно. Почему такой способностью обладают именно головоногие, а не другие животные, ещё предстоит выяснить: по словам Моэна, дело отчасти в строении ферментов ADAR.

Ранее по теме: Новый катализатор поможет изучить динамику молекул в клетке

Источник: ScienceAlert