Otak sotong dan otak manusia berkongsi ‘gen melompat’ yang sama

Lukisan sotong. Kredit: Gloria Ros

Sotong adalah organisma yang luar biasa dengan otak yang sangat kompleks dan kebolehan kognitif yang unik di kalangan invertebrata. Sehinggakan dalam beberapa cara ia mempunyai lebih banyak persamaan dengan vertebrata berbanding dengan invertebrata. Kerumitan saraf dan kognitif haiwan ini boleh berpunca daripada analogi molekul dengan otak manusia, seperti yang ditemui oleh kertas penyelidikan baru-baru ini diterbitkan dalam Biologi BMC dan diselaraskan oleh Remo Sanges dari SISSA dari Trieste dan oleh Graziano Fiorito dari Stazione Zoologica Anton Dohrn dari Naples.

Penyelidikan menunjukkan bahawa “gen melompat” yang sama aktif kedua-duanya dalam otak manusia dan dalam otak dua spesies, Octopus vulgaris, yang biasa sotong, dan Octopus bimaculoides, sotong California. Penemuan ini boleh membantu kita memahami rahsia kecerdasan organisma yang menarik ini.

Penjujukan genom manusia mendedahkan seawal tahun 2001 bahawa lebih 45% daripadanya terdiri daripada jujukan yang dipanggil transposon, yang dipanggil “gen melompat” yang, melalui mekanisme salin-dan-tampal atau potong-dan-tampal molekul, boleh “bergerak” dari satu titik ke satu titik genom individu, kocok atau pendua. Dalam kebanyakan kes, elemen mudah alih ini kekal senyap: ia tidak mempunyai kesan yang boleh dilihat dan telah kehilangan keupayaan untuk bergerak. Ada yang tidak aktif kerana mereka mempunyai, dari generasi ke generasi, mutasi terkumpul; yang lain adalah utuh, tetapi disekat oleh mekanisme pertahanan selular. Dari sudut pandangan evolusi, walaupun serpihan dan salinan patah transposon ini masih boleh berguna, sebagai “bahan mentah” yang boleh dipahat oleh evolusi.

Di antara elemen mudah alih ini, yang paling relevan ialah yang tergolong dalam keluarga LINE (Elemen Nuklear Selang Panjang), yang terdapat dalam seratus salinan dalam genom manusia dan masih berpotensi aktif. Secara tradisinya telah dianggap bahawa aktiviti LINEs hanyalah tinggalan masa lalu, peninggalan proses evolusi yang melibatkan elemen mudah alih ini, tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini bukti baharu muncul menunjukkan bahawa aktiviti mereka dikawal dengan baik di dalam otak. Terdapat ramai saintis yang percaya bahawa transposon LINE dikaitkan dengan kebolehan kognitif seperti pembelajaran dan ingatan: mereka sangat aktif dalam hippocampus, struktur terpenting otak kita untuk kawalan saraf proses pembelajaran.

Genom sotong, seperti kita, kaya dengan “gen melompat,” yang kebanyakannya tidak aktif. Memfokuskan pada transposon yang masih mampu menyalin dan menampal, para penyelidik mengenal pasti unsur keluarga LINE di bahagian otak yang penting untuk kebolehan kognitif haiwan ini. Penemuan itu, hasil kerjasama antara Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Stazione Zoologica Anton Dohrn dan Istituto Italiano di Tecnologia, dimungkinkan berkat teknik penjujukan generasi akan datang, yang digunakan untuk menganalisis komposisi molekul gen yang aktif dalam sistem saraf sotong.

“Penemuan unsur keluarga LINE, aktif dalam otak kedua-dua spesies sotong, adalah sangat penting kerana ia menambah sokongan kepada idea bahawa unsur-unsur ini mempunyai fungsi khusus yang melampaui salin dan tampal,” jelas Remo Sanges, pengarah makmal Genomik Pengiraan di SISSA, yang mula bekerja di projek ini semasa beliau menjadi penyelidik di Stazione Zoologica Anton Dohrn dari Naples. Kajian itu, diterbitkan dalam Biologi BMCtelah dijalankan oleh pasukan antarabangsa dengan lebih daripada dua puluh penyelidik dari seluruh dunia.

“Saya benar-benar melompat di atas kerusi apabila, di bawah mikroskop, saya melihat isyarat aktiviti yang sangat kuat unsur ini dalam lobus menegak, struktur otak yang dalam sotong adalah tempat pembelajaran dan kebolehan kognitif, sama seperti hippocampus pada manusia,” beritahu Giovanna Ponte dari Stazione Zoologica Anton Dohrn.

Menurut Giuseppe Petrosino dari Stazione Zoologica Anton Dohrn dan Stefano Gustincich dari Istituto Italiano di Tecnologia, “Persamaan ini antara manusia dan sotong yang menunjukkan aktiviti unsur LINE di tempat duduk kebolehan kognitif boleh dijelaskan sebagai contoh evolusi konvergen yang menarik, fenomena yang, dalam dua spesies yang jauh secara genetik, proses molekul yang sama berkembang secara bebas, sebagai tindak balas kepada keperluan yang serupa.”

“The otak sotong secara fungsinya adalah analog dalam kebanyakan cirinya dengan mamalia,” kata Graziano Fiorito, pengarah Jabatan Biologi dan Evolusi Organisme Marin Stazione Zoologica Anton Dohrn. “Atas sebab ini, juga, elemen LINE yang dikenal pasti. mewakili calon yang sangat menarik untuk dikaji bagi meningkatkan pengetahuan kita tentang evolusi kecerdasan.”



Maklumat lanjut:
Giuseppe Petrosino et al, Pengenalpastian retrotransposon LINE dan RNA bukan pengekodan panjang yang dinyatakan dalam otak sotong, Biologi BMC (2022). DOI: 10.1186/s12915-022-01303-5

Petikan: Otak sotong dan otak manusia berkongsi ‘gen lompat’ yang sama (2022, 24 Jun) diambil 25 Jun 2022 daripada

Dokumen ini tertakluk kepada hak cipta. Selain daripada sebarang urusan adil untuk tujuan kajian atau penyelidikan persendirian, tiada bahagian boleh diterbitkan semula tanpa kebenaran bertulis. Kandungan disediakan untuk tujuan maklumat sahaja.

We would like to give thanks to the author of this write-up for this awesome content

Otak sotong dan otak manusia berkongsi ‘gen melompat’ yang sama


Check out our social media accounts along with other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/