科學首次揭示“RNA編輯”生物學功能

　　棲息在南極冰冷海水中的章魚并沒有給自己的觸手帶上手套，但它卻找到了另一種方式來抵御寒冷。

　　一項新的研究表明，這種海洋生物利用一種被稱為核糖核酸（RNA）編輯的手段來定制在低溫下工作的關鍵神經系統蛋白質。這篇論文同時也第一次揭示了RNA編輯——不僅僅是改變一個特定的基因——能夠導致適應。

　　當神經細胞工作時，其質膜中的蛋白質通道會利用開合讓不同的離子進出。低溫能夠妨礙某些與神經系統傳遞信號有關的蛋白質，這是因為嚴寒能夠延遲鉀通道的關閉，從而阻礙了神經系統傳遞信號的能力。因此研究人員推測，生活在寒冷氣候中的生物能夠改進它們的鉀通道，以便在嚴寒中更好地生存。

　　如今，圣胡安市波多黎各大學醫學科學院的分子神經生理學家Joshua Rosenthal和他的研究生Sandra Garrett認為他們已經找到了問題的答案。Rosenthal說：“我想我們正在從基因的水平研究這種變化。”

　　在這項研究中，兩位科學家將生活在南極冰冷海水中的一種章魚，與另一種棲息在波多黎各珊瑚礁——水溫達25至35攝氏度——中的章魚進行了比較。令他們感到驚訝的是，兩人發現，兩種章魚體內的鉀通道基因幾乎具有完全相同的脫氧核糖核酸（DNA）序列。接下來，研究人員將這些基因植入蛙卵細胞，目的是合成每種蛋白質，并將它們加載于質膜上。這一做法使得研究人員能夠測量每一物種鉀通道的電活動。結果顯示，這兩個物種的鉀通道功能基本上是一致的。

　　那么極地生物究竟是如何保持其神經正常發報呢？它們采用了另一種方式——RNA編輯——來改變一種蛋白質。在RNA編輯的過程中，細胞修改了RNA的核苷酸序列，它可以改變由此產生的蛋白質的氨基酸序列，進而改變蛋白質的功能。研究人員發現，南極章魚在9個位點改變了自己的RNA，從而改變了鉀通道的氨基酸序列。

　　研究人員日前在美國《科學》雜志網絡版上報告了這一研究成果。他們指出，其中的一些位點，例如I321V，對于適應寒冷尤為重要——這一變化使鉀通道的關閉速度翻了兩番。