Исследование показывает, что одни и те же «прыгающие гены» активны как в мозге человека, так и в мозге обыкновенного осьминога (Octopus vulgaris) и калифорнийского осьминога (Octopus bimaculoides), сообщает итальянский научный институт SISSA. Результаты работы опубликованы в журнале BMC Biology.
Уже в 2001 году секвенирование генома человека показало, что более 45% генома состоит из последовательностей, называемых транспозонами, – «прыгающих генов», которые могут «перемещаться» от одной точки генома человека к другой или плодить свои копии. В большинстве случаев эти подвижные элементы остаются безмолвными, они не выполняют никакой функции. Некоторые неактивны, потому что у них накопились мутации на протяжении поколений; другие не повреждены, но заблокированы клеточными защитными механизмами. С эволюционной точки зрения даже эти фрагменты и сломанные копии транспозонов все еще могут быть полезны в качестве «сырого материала» для эволюции.
Среди этих мобильных элементов наиболее важными являются те, которые принадлежат к так называемому семейству LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), обнаруженному в сотне копий в геноме человека и все еще потенциально активному. Традиционно считалось, что активность LINE была всего лишь пережитком прошлого, остатком эволюционных процессов, в которых участвовали эти мобильные элементы, но в последние годы появились новые данные, согласно которым их активность тонко регулируется в мозгу. Многие ученые считают, что транспозоны LINE связаны с когнитивными способностями, такими как обучение и память: они особенно активны в гиппокампе, наиболее важной структуре нашего мозга для нейронного контроля процессов обучения.
Геном осьминога, как и наш, богат «прыгающими генами», большинство из которых неактивны. Но, тем не менее, и у этого беспозвоночного сохранились мобильные элементы. Исследователи определили в мозге осьминогов двух видов элемент семейства LINE. Сильный сигнал его активности был обнаружен в вертикальной доле, структуре мозга, которая у осьминога является местом обучения и когнитивных способностей, как и гиппокамп у людей, отмечают авторы работы.
«Это сходство между человеком и осьминогом, которое показывает активность элемента LINE в центре когнитивных способностей, можно объяснить как захватывающий пример конвергентной эволюции. Явление, при котором у двух генетически далеких видов один и тот же молекулярный процесс развивается независимо, в ответ на сходные потребности», – добавляют Джузеппе Петрозино из Stazione Zoologica, Антон Дорн и Стефано Густинич из Istituto Italiano di Tecnologia.
[Иллюстрация: GLORIA ROS]
