美国一项新的研究表明，章鱼(octopus)在冰冷的水中存活的原因不是由于基因DNA上的差异，而是由于RNA编辑(RNA editing)上的差异造成的。这种海洋生物利用一种被称为核糖核酸(RNA)编辑的手段来定制在低温下工作的关键神经系统蛋白质。这篇论文同时也第一次揭示了RNA编辑不仅仅是改变一个特定的基因能够导致适应。 研究人员日前在美国《科学》杂志网络版上报告了这一研究成果。
当在低温条件下，产生神经信号的某些蛋白的功能受到削弱。当神经细胞受到刺激时，蛋白通道打开或者关闭以便允许钾离子进来或出去。低温能够延迟这些通道的关闭，从而阻止神经元激活。
Rosenthal和Garrett认为章鱼要在北冰洋和南极海冰冷的水域中存活，它们应当在DNA序列上产生变化。为了验证这一理论，研究人员比较了来自南极海冰冷水域的章鱼物种和来自波多黎各珊瑚礁温暖水域的章鱼物种。当他们研究它们的钾离子通道基因时，他们发现该基因的DNA序列几乎完全一致。
他们然后获得这些基因，并将它们插入到青蛙卵细胞中以便测量每个通道的电活性。他们再次发现这两种章鱼物种以相同的方式发挥作用。但是如果来自冰冷水域的章鱼与来自温暖水域的章鱼以同样的速度发生神经刺激，该通道关闭速度要慢60倍，如此这种章鱼如何存活呢?
他们意识到RNA编辑必须发挥作用。在RNA编辑中，细胞合成特定DNA序列的RNA版本，同时伴随着改变的核酸序列，这样将会改变氨基酸从而改变蛋白功能。当研究人员在研究RNA编辑时，他们发现南极水域的章鱼物种在9个不同的位点编辑它的RNA，从而改变钾离子通道的氨基酸序列。在这当中，有一个已知为I321V的位点对于章鱼在冰冷环境下存活是非常重要的，因为它改变钾离子通道的关闭速度50%以上。章鱼栖息地越冷，他们更可能在这个位点发现这种编辑。
其他的研究院赞扬这个研究揭示了生物体适应环境的新途径。“这个完全不同的分子机制提高了蛋白质的多样性。”埃莫森罗纳德说，美国范德堡大学纳什维尔医学中心的神经生物学家。“下一个等待回答的问题就是，是否RNA编辑能够改变种群的表型。”基因学家布林顿补充道，在美国康涅狄格大学法明顿市的健康中心。他认为，这篇文章“为表明RNA编辑对适应环境产生的巨大影响奠定了台阶。”
