像章鱼、鱿鱼和墨鱼这样的头足类动物是具有复杂神经系统的高智商动物。由Max Delbrück中心的Nikolaus Rajewsky领导的团队现在已经表明，它们的进化与microRNA剧目的戏剧性扩展有关。的研究在杂志上发表了吗科学的进步．
如果我们回溯到进化史的足够远的地方，我们会遇到人类和头足类动物的最后一个已知的共同祖先:一种原始的蠕虫状动物，智商最低，眼睛上有简单的斑点。后来，动物王国可以分为两类生物——有脊骨的和没有脊骨的。脊椎动物，尤其是灵长类动物和其他哺乳动物，继续发展出具有不同认知能力的大而复杂的大脑，而无脊椎动物则没有。只有一个例外:头足类动物。
科学家们一直想知道为什么如此复杂的神经系统只能在这些软体动物身上发育。现在，由Max Delbrück中心和美国达特茅斯学院的研究人员领导的一个国际团队提出了一个可能的原因。
根据研究人员的说法，章鱼的神经组织中拥有大量扩展的microRNAs (miRNAs)，这反映了脊椎动物中发生的类似发展。“所以，这就是我们和章鱼之间的联系!”Nikolaus Rajewsky教授说，他是Max Delbrück中心(MDC-BIMSB)柏林医学系统生物学研究所的科学主任，基因调控元件实验室的系统生物学负责人，也是这篇论文的最后一位作者。他解释说，这一发现可能意味着mirna在复杂大脑的发育中起着重要作用。
2019年，拉杰夫斯基读到一篇关于对章鱼进行基因分188app金宝搏真人平台析的出版物。科学家们发现，这些头足类动物体内发生了大量的RNA编辑，这意味着它们大量使用某些可以重新编码RNA的酶。Rajewsky回忆说:“这让我想到章鱼可能不仅擅长编辑，而且可能还有其他RNA的妙招。”因此，他开始与那不勒斯的Stazione zoanton Dohrn海洋研究站合作，该研究站向他发送了18种不同类型的死亡章鱼组织样本。
分析结果令人惊讶:“确实有很多RNA编辑在进行，但不是在我们认为感兴趣的领域，”Rajewsky说。事实上，最有趣的发现是一组著名的RNA基因microRNAs的戏剧性扩张。总共发现了42个新的miRNA家族——特别是在神经组织中，大部分在大脑中。考虑到这些基因在头足类动物进化过程中是保守的，研究小组得出结论，它们显然对动物有益，因此在功能上很重要。
Rajewsky研究mirna已经超过20年了。这些基因不是被翻译成信使RNA，传递细胞中蛋白质生产的指令，而是编码与信使RNA结合的小片段RNA，从而影响蛋白质生产。这些结合位点在头足类动物的进化过程中也是保守的，这也表明这些新的mirna具有重要的功能。
新的microRNA家族
“这是动物世界中microRNA家族的第三大扩张，也是脊椎动物之外最大的扩张，”第一作者grigoriy Zolotarov医学博士说，他是乌克兰科学家，在布拉格完成医学院学习期间曾在Rajewsky在MDC-BIMSB的实验室实习。“为了给你一个规模的概念，同样是软体动物的牡蛎，自它们与章鱼共有的最后一个祖先以来，只获得了五个新的microRNA家族，而章鱼已经获得了90个。”佐洛塔洛夫补充说，牡蛎并不是以智商出名的。
Rajewsky对章鱼的迷恋始于几年前，在一次晚上参观加州蒙特利湾水族馆时。“我看到这个生物坐在水箱底部，我们花了几分钟——所以我想——看着对方。”他说，看章鱼和看鱼是非常不同的:“这不是很科学，但它们的眼睛确实散发出一种智慧。”章鱼有着和人类相似的复杂的“照相机”眼睛。
从进化的角度来看，章鱼在无脊椎动物中是独一无二的。它们有一个中央大脑和一个周围神经系统——一个能够独立行动的系统。如果章鱼失去了触须，它的触须仍然对触摸很敏感，并且仍然可以移动。章鱼之所以能发展出如此复杂的大脑功能，可能是因为它们有目的地使用它们的手臂——例如，作为打开外壳的工具。章鱼还显示出其他智慧的迹象:它们非常好奇，能记住事情。它们还能认出人，实际上更喜欢某些人。研究人员现在认为，它们甚至会做梦，因为它们在睡觉时改变颜色和皮肤结构。
像外国人的生物
Rajewsky说:“他们说，如果你想认识外星人，就去潜水，和章鱼交朋友。”他现在正计划与其他章鱼研究人员联合起来，建立一个欧洲网络，让科学家之间有更多的交流。Rajewsky说，尽管目前章鱼的研究群体很小，但全世界对章鱼的兴趣都在增长，包括行为研究人员。他说，分析一种完全独立于我们自身发展的智能形式是很有趣的。但这并不容易:“如果你用小零食作为奖励，他们很快就会失去兴趣。至少，我的同事是这么告诉我的。”
“由于章鱼不是典型的模式生物，我们的分子生物学工具非常有限，”Zolotarov说。“所以我们还不知道究竟是哪种类型的细胞表达新的microrna。”Rajewsky的团队现在正计划应用Rajewsky实验室开发的一项技术，该技术将使章鱼组织中的细胞在分子水平上可见。
