編者按 頭足綱動物以其怪異的形態(tài)、復(fù)雜的行為和龐大的神經(jīng)系統(tǒng)而聞名。在他們令人驚嘆和外表和行為下，科學(xué)家們早已開始探索它們生命的最基本信息-基因。與其他現(xiàn)存軟體動物相比，頭足綱被認為是最聰明的無脊椎動物，它們有高度發(fā)展的知覺和較大的腦，這與他們獨特的基因特點不無關(guān)系。今日，中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會（簡稱中國綠發(fā)會、綠會）國際工作專家顧問杜暉賢（Fred Dubee）教授分享了一篇來自《自然》(Nature)5月6日發(fā)表的關(guān)于頭足綱動物基因的最新研究資訊，供感興趣的朋友參考。 頭足綱是軟體動物門的一個綱，可分為四個亞綱，其中兩個亞綱現(xiàn)存，兩個亞綱已滅絕。現(xiàn)存的亞綱中，一個是蛸亞綱，此亞綱包括章魚、烏賊、魷魚等，它們的外殼已經(jīng)消失或是內(nèi)化。另一個是鸚鵡螺亞綱，此綱包括鸚鵡螺和已滅絕的直角石、房角石等，其外殼依然存在。 我們對章魚、烏賊、魷魚等非常熟悉，它們是許多人餐桌上的美味佳肴。除此之外，這些黏糊糊的蛸亞綱動物還有一些讓人驚嘆不已的特征和技能，比如有大腦的手臂、變色偽裝以及逃跑技巧等。而一項最新的基因分析顯示，蛸亞綱動物的基因組也很怪異有趣，可以和它們的長相媲美。 發(fā)育生物學(xué)家卡羅琳·艾伯丁(Caroline Albertin)在她的研究中發(fā)現(xiàn)：頭足類動物的基因組“被攪得不可思議”。艾伯丁團隊對三種軟體頭足類動物的基因組進行了測序，分別是：加利福尼亞雙斑章魚(octopus bimaculoides);大西洋沿岸長鰭烏賊(Doryteuthispealeii);夏威夷短尾烏賊(Euprymna scolopes)。 在烏賊的大腦中，除了我們已經(jīng)熟悉的基因擴展，如與頭足類動物變色、吸盤和喙有關(guān)的基因簇，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一組新的基因家族。 通常，基因組是通過整個基因組復(fù)制的過程來擴展的，“而軟體頭足類動物的進化也涉及巨大基因組變化，但這些變化不是整個基因組的復(fù)制，而是巨大的基因組重排，就好像把祖先的基因組放在攪拌機里一樣，”芝加哥大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家克利夫頓·拉格斯代爾（Clifton Ragsdale）說。 這種基因重組使這些獨特的頭足類動物擁有非比尋常的認知能力，它們擁有所有無脊椎動物中最大的神經(jīng)系統(tǒng)。章魚的手臂和頭部之間大約有5億個神經(jīng)元，與狗類的神經(jīng)元數(shù)量相當(dāng)。 研究還將烏賊的基因組與扇貝的基因組進行了比較，發(fā)現(xiàn)許多分散在扇貝基因組中的基因聚集在魷魚染色體的特定區(qū)域。這些新的基因簇形成調(diào)控單元。這意味著它們可以相互作用，改變動物的生理。 此外，烏賊基因組中的一個基因簇包含與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育有關(guān)的五種主要基因。相關(guān)基因的聚類也使得基因調(diào)控更簡化和獨特。而且，頭足類動物有編輯自己大腦基因的能力。烏賊編輯它們信使RNA（mRNA）的生物機制要比人類強大的多。 艾伯丁和她的團隊還發(fā)現(xiàn)，動物的RNA編輯可分為兩類，神經(jīng)編輯和非神經(jīng)編輯。兩種編輯不僅發(fā)生在不同的組織中，而且發(fā)生的頻率也有很大不同。其中，與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的RNA編輯發(fā)生的頻率要高得多，這表明它對動物的功能非常重要。 烏賊和章魚共同的祖先可以追溯到3億年前，而所有目前發(fā)現(xiàn)的這些不尋常的生物機制將有助于構(gòu)建未來的外星智能。對基因的研究只是冰山一角，我們迫不及待地想看看它們的奇怪基因組還會揭示出什么。 該論文發(fā)表于《自然》(Nature)，本文經(jīng)筆者整理編譯，僅供讀者朋友參考，原文鏈接如下： https://www.sciencealert.com/modern-squid-and-octopus-genomes-look-like-they-were-put-into-a-blender-compared-to-their-ancestors 【綠訊】是中國綠發(fā)會國際部發(fā)揮智庫功能、為了推動中國深度參與全球環(huán)境治理推出的一系列全球環(huán)境治理的最新的動態(tài)。

編譯/Sara 審核/綠茵 編/angel