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日期: 2025-03-04 | 來源: 煎蛋 | 有0人參與評論 | 專欄: 南極 | 字體: 小 中 大
在南極冰冷刺骨的海水裡，章魚可沒穿手套保暖的本事，但它們自有妙招熬過寒冷。壹項新研究發現，這種八爪怪會通過壹種叫RNA編輯的手段，巧妙調整神經系統關鍵蛋白，讓它們在低溫下也能好好幹活。這可是科學界頭壹回證實，RNA編輯不僅能改蛋白，還能直接促成環境適應。成果近日登上了《科學》雜志的在線版。
要知道，低溫對神經信號傳遞是個大麻煩。神經元放電時，細胞膜上的蛋白通道得開關自如，讓各種離子進進出出。電荷恢復正常後，釋放鉀離子的通道就得趕緊關上。可在寒冷的天氣裡，這些通道關得慢吞吞，神經元就沒辦法快速再來壹次。於是，研究者猜想，生活在極寒地帶的物種可能調整了鉀離子通道，好在冷天裡照常開工。
波多黎各大學醫學院的分子神經生理學家 Joshua Rosenthal 和他的研究生 Sandra Garrett 最初信心滿滿。“我們本來以為答案藏在基因裡。” Rosenthal 說。他們料想，適應寒冷的物種會在鉀通道基因上動點手腳，造出更適合低溫的新蛋白。可結果卻讓他們大吃壹驚。
他們挑了兩只章魚做對比：壹只來自南極冰海，另壹只住在波多黎各25到35攝氏度的溫暖珊瑚礁。檢查基因時，兩人發現這兩者的鉀通道DNA序列幾乎壹模壹樣。接下來，他們把這些基因塞進青蛙卵細胞裡，讓細胞造出蛋白並嵌到膜上。這樣就能測測每種通道的電活動表現如何。
測試結果出乎意料：青蛙卵做出來的兩種鉀通道，功能上沒啥差別。Rosenthal 和 Garrett 壹算，如果這兩種章魚在各自的地盤用上這些通道，南極那只的通道關門速度會比波多黎各的慢60倍。這可不行啊，南極章魚的神經不得癱瘓了？
秘密原來藏在RNA編輯裡。細胞會先根據DNA合成RNA，作為造蛋白的藍圖。RNA編輯就像個靈活的修理工，能改動RNA的核苷酸序列，進而調整蛋白的氨基酸順序，改變它的性能。南極章魚就在RNA上動了九處手腳，調整了鉀通道的氨基酸。其中壹處叫 I321V 的改動尤其關鍵，直接讓通道關閉速度翻倍還多，完美適應了寒冷。
為了看得更清楚，他們又研究了另外六種章魚：兩只熱帶的，兩只溫帶的，還有兩只北極的。結果很有意思——環境越冷，章魚越愛在 I321V 這點上搞RNA編輯。“我們這篇論文真正帶來的，” Rosenthal 說，“是證明這個過程能幫生物適應環境。”
其他科學家對這項發現贊不絕口。范德堡大學醫學中心的分子神經生物學家 Ronald Emeson 說：“這揭示了壹種全新的分子機制，能讓蛋白更多樣化。” 而康涅狄格大學健康中心的遺傳學家 Brenton Graveley 則覺得，這研究開了個好頭，“RNA編輯在適應中可能扮演大角色，接下來就看它還能影響啥了。”
南極章魚這招RNA編輯，真是既聰明又實用。誰說冷天只能瑟瑟發抖？它硬是給自己改出了壹條生路。
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