我一直以为ღღღ◈,生物要适应极端环境ღღღ◈、完成演化ღღღ◈,就必须改变基因ღღღ◈。就像极地动物要在冰天雪地活下去ღღღ◈,得靠基因一点点突变ღღღ◈,慢慢进化出耐寒的身体ღღღ◈。这是大家最熟悉ღღღ◈、也最理所当然的常识ღღღ◈。
温度对神经信号的传递有很大的影响零零八ღღღ◈,低温会让钾离子通道关闭极慢ღღღ◈,神经元无法快速重复放电ღღღ◈,生物会失去神经控制能力ღღღ◈,也就是太冷会让信号“卡壳”ღღღ◈。
科学家对比了生活在 - 1.8℃极地的章鱼(Pareledone属)ღღღ◈,和 30℃热带海域的章鱼(Octopus vulgaris)ღღღ◈,发现它们控制神经信号的钾通道功能几乎一模一样ღღღ◈。如果只看基因ღღღ◈,极地章鱼根本没法在极寒里正常活动ღღღ◈。
然而章鱼不改动基因模板ღღღ◈,而是在基因转录成 RNA 后ღღღ◈,直接修改RNA信息ღღღ◈,让蛋白质功能发生改变ღღღ◈。ADAR酶把mRNA上的腺苷A变为肌苷Iღღღ◈,翻译时肌苷I被识别成鸟苷G零零八ღღღ◈,直接改变氨基酸ღღღ◈。
其中最关键的一处修改尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈,是钾离子通道基因第321个氨基酸从异亮氨酸被改为了缬氨酸ღღღ◈。这能让神经通道关闭速度变快一倍零零八ღღღ◈,抵消低温带来的迟钝ღღღ◈。越是寒冷的水域ღღღ◈,章鱼这个位点的修改就越频繁ღღღ◈。
这意味着ღღღ◈,生物适应环境ღღღ◈,不一定要慢慢等基因突变ღღღ◈。像章鱼这样ღღღ◈,用 RNA 编辑快速调整蛋白质ღღღ◈,就能在不改变基因的情况下ღღღ◈,轻松适应从极地到热带的巨大温差零零八ღღღ◈。
生物对极端环境的适应人生就是博官网登录入口z6mgღღღ◈,ღღღ◈,长期被认为主要依靠基因组 DNA 序列突变实现ღღღ◈。极地海域常年低温ღღღ◈,会显著减慢神经细胞钾离子通道的关闭速度ღღღ◈,导致动作电位异常零零八零零八ღღღ◈,影响神经信号传递ღღღ◈。本研究以南极ღღღ◈、北极ღღღ◈、温带尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈、热带不同物种的章鱼为材料ღღღ◈,探究极地章鱼(Pareledone属)在不改变基因编码的前提下尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈,如何通过 RNA 编辑调节钾离子通道功能以适应低温环境ღღღ◈,揭示 RNA 编辑在生物温度适应中的作用ღღღ◈。
图题ღღღ◈:RNA 编辑ღღღ◈,而非基因序列差异ღღღ◈,改变钾通道功能符号解释ღღღ◈:Ant.(南极章鱼)ღღღ◈、Trop.(热带章鱼)ღღღ◈、Gen.(基因原版未编辑通道)ღღღ◈、I321V(I321V 位点 RNA 编辑后的通道)ღღღ◈;电压单位 mVღღღ◈,时间单位 msღღღ◈;误差线表示实验误差ღღღ◈,n 代表实验样本数Z6·尊龙凯时「中国」官方网站ღღღ◈。ღღღ◈。图注简化ღღღ◈:A 为南极与热带章鱼基因原版通道的电流响应ღღღ◈;B尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈、C 为基因原版与 I321V 编辑通道的关闭动力学检测ღღღ◈,实验温度 15℃ღღღ◈。
(1) 神经细胞的动作电位依赖离子通道介导的离子跨膜运输ღღღ◈,该过程不消耗 ATPღღღ◈,属于顺浓度梯度跨膜运输中的__________尊龙凯时 - 人生就是博!(中国区)官网ღღღ◈!ღღღ◈。
(2) 图1A中电压从-80mV到 +60mVღღღ◈,再回到-80mV尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈,纵坐标显示了电流大小ღღღ◈。南极章鱼(Ant.)与热带章鱼(Trop.)的基因原版钾通道电流曲线高度重合ღღღ◈,说明两种章鱼基因组编码的钾通道功能__________(填 “差异明显” 或 “较为相似”)零零八ღღღ◈。
(3)图1C横坐标为电压(mV)ღღღ◈,纵坐标为关闭速度(数值越大关得越快)零零八ღღღ◈。南极章鱼(Ant.)与基因原版通道(Gen.)相比ღღღ◈,I321V 编辑后的通道(I321V)在多个不同电压下关闭速度__________(填 “更快” 或 “更慢”)ღღღ◈,推测可缓解低温对通道关闭的抑制作用ღღღ◈。
(5) 图4A为8种章鱼的物种ღღღ◈,采集地与水温ღღღ◈。其中编号6-8的章鱼生活的环境水温__________(填 “更高” 或 “更低”)ღღღ◈。
(6)图 4B为8种章鱼物种钾离子通道单碱基引物延伸法检测结果ღღღ◈,这种技术能区分第 321 号位点ღღღ◈,未编辑(Uned.)和已被RNA编辑(Ed)尊龙人生就是博官网登录ღღღ◈,并在凝胶电泳时分离开ღღღ◈,形成位置不同的条带ღღღ◈,从而区分这两种分子ღღღ◈。其中编号__________(填 “1-5” 或 “6-8”)的章鱼对应的Ed.(已被RNA编辑)条带更亮ღღღ◈。说明极地章鱼 I321V 位点的 RNA 编辑比例__________(填 “更高” 或 “更低”)ღღღ◈。
(7) 图4C的横坐标为水温(℃)纵坐标为I321V 编辑百分比ღღღ◈。分析可知ღღღ◈,章鱼栖息地水温越低ღღღ◈,I321V 位点的 RNA 编辑比例越__________(填 “高” 或 “低”)ღღღ◈。
(8) 极地章鱼通过 I321V RNA 编辑加快钾通道关闭ღღღ◈,保证动作电位正常传导ღღღ◈,体现了生物的结构与功能相适应ღღღ◈,也体现了生物对环境的__________ღღღ◈。

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