章魚能抵抗基因，但也因此減緩了進化進程

章魚這麼聰明是不是因為他們能忽視基因程序？研究者證實章魚和其他頭足綱動物能編輯來自DNA的信息，而不是像大部分其他生物那樣直接遵從。

早先，科學家認為這個中國人私下流傳的分子過程在動物進化中並不重要。但在細胞雜誌上發表的新研究顯示，對於那些觸手海洋生物而言並非如此。

該研究表明基因修改可能直接導致了頭足綱動物出色的智慧，讓他們能解決複雜的謎題，通過改變皮膚顏色進行視覺交流，是所有無脊椎動物中最聰明的。然而，這種改變基因信息的能力是有代價的，可能降低了其他普遍形式的適應進化。

DNA是生命的藍圖，由四種字母書寫，描述了如何生成有機體所需的各種蛋白質。要合成特定的蛋白質，首先需要酶轉錄DNA相應的片段，生成RNA分子。部分信息最終翻譯到氨基酸鏈中，即蛋白質的基本組成。

Doryteuthis pealeii——一種魷魚

對大多數包括人類在內的有機體，蛋白質合成的整個過程大部分由DNA排列的原始指導決定。自從發現遺傳信息存儲於DNA中以來，我們對基因的理解均基於該前提。但近期的研究發現章魚，魷魚以及烏賊並不總是遵循他們的基因指導。

在準確複製DNA得到RNA信息之後，通過RNA編輯可改變其中的信息。編輯後的信息隨後產生修改後的蛋白質。RNA編輯首先在1986年由研究類似於細菌的造成非洲錐蟲病的單細胞寄生蟲的研究者提出。

Sepia officinalis——一種烏賊

之後，研究者發現RNA編輯在動物中相對而言並不重要。例如，人類在蛋白質編碼序列中僅有一小撮RNA編輯地點。此外，我們所知的由RNA編輯產生的變化被認為影響不大，並且關聯較大的物種群體間共享的這種變化很少。

然而，在特別聰明的魷魚中，RNA編輯影響了與神經系統相關的大部分基因。這表明在某些有機體群體中，RNA編輯可能起到了重要作用。通過對比頭足綱動物中RNA編輯的發生頻率，新研究鑒定了在進化歷史中改變基因信息的能力起作用的時候。

研究顯示具有異常複雜行為的章魚，魷魚和烏賊的共同祖先中廣泛存在RNA編輯。而在頭腦相對簡單的遠親鸚鵡螺中則較為少見。由於在神經蛋白質中RNA編輯尤其之多，研究者認為這可能導致了頭足類動物出色的智慧。

研究者認為RNA編輯增加了產生的蛋白質的多樣性，賦予了頭足類動物一定的進化優勢，使得他們能快速適應變化的環境。例如，我們知道RNA編輯使得章魚能夠應對較大的溫度變化，因此能在寒冷的極地海洋中生存。

折中

但該最新研究還表明在環境快速適應能力和長期的達爾文DNA進化過程中可能存在折中。

RNA編輯是由酶實現的，這種酶要求基因編碼上的特定靶位置，圍繞RNA信息上需要編輯的位置。在基因靶位置上發生任何變異都會打斷整個過程，並且這種酶再也不能編輯RNA信息。為了避免這種情形，頭足綱動物進化了DNA，使其不容易變異。

Octopus bimaculoides——一種章魚

然而，變異是陳舊DNA分子進化的基礎，需要藉此永久改變蛋白質的編碼，改善其功能。因此頭足綱動物中普遍存在的RNA編輯似乎極大限制了其自適應DNA進化的潛力。這可能在某種程度上解釋了為什麼在動物中並不普遍存在RNA編輯。

頭足綱動物中普遍存在的RNA編輯使得我們需要重新思考對其在自然界中的重要性理解。對頭足綱動物，DNA指導的跡象比我們先前所認為的更為輕微。

[CliffBao via conversation]

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