Il polpo և il cervello umano condivide gli stessi “geni che saltano”

Una nuova ricerca suggerisce che le complicazioni neuropsicologiche del polpo possono essere dovute ad analoghi molecolari del cervello umano.

Una nuova ricerca ha scoperto una possibile analogia molecolare che potrebbe spiegare la notevole intelligenza di questi affascinanti invertebrati.

Il cervello estremamente sofisticato con capacità cognitive uniche rende il polpo davvero unico tra gli invertebrati. Tanto che per certi versi assomiglia più a un vertebrato che a un invertebrato. La complessità neurocognitiva di questi animali potrebbe derivare dall’analogia molecolare del cervello umano, secondo un documento di ricerca pubblicato di recente. Biologia BMC և Coordinatore Remo Sanges della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste և Graziano Fiorrito di Anton Dorn della Stazione Zoologica di Napoli.

Questo studio mostra che gli stessi “geni saltellanti” sono attivi sia nel cervello umano che nel cervello di entrambe le specie. Polpo volgarepolpo ordinario, և Bimaculoidi di polpo, polpo della California. Una scoperta che può aiutarci a capire il segreto dell’intelligenza di questi straordinari organismi.

La sequenza del genoma umano ha rivelato nel 2001 che oltre il 45% di esso è costituito da sequenze chiamate trasposoni, i cosiddetti “geni saltellanti” che possono essere “spostati” mediante meccanismi di copiatura, tagging o tagging molecolare. da un punto all’altro del genoma individuale mescolando o duplicando.

In molti casi, questi elementi mobili sono silenziosi. non hanno alcun effetto visibile, hanno perso la capacità di muoversi. Alcuni sono passivi perché hanno accumulato mutazioni nel corso delle generazioni. altri sono invulnerabili ma bloccati dai meccanismi di difesa cellulare. Da un punto di vista evolutivo, anche questi frammenti, copie rotte di trasposoni, possono ancora essere utili, poiché l’evoluzione può scolpire la “materia prima”.

Pittura di polpo

Pittura di polpo. Credito: Gloria Ross

I più rilevanti di questi elementi mobili sono quelli appartenenti alla famiglia dei cosiddetti LINE (Long Interspersed Nuclear Elements), che è stata trovata in centinaia di copie nel genoma umano ed è ancora potenzialmente attiva. Tradizionalmente, l’attività delle LINE era semplicemente un ricordo del passato, un residuo di processi evolutivi che coinvolgono questi elementi in movimento, ma negli ultimi anni sono emerse nuove prove che dimostrano che la loro attività è ben regolata nel cervello. Ci sono molti scienziati che credono che i trasposoni LINE siano associati ad abilità cognitive come l’apprendimento և memoria. Sono particolarmente attivi nell’ippocampo, che è la struttura più importante del nostro cervello per il controllo nervoso dei processi di apprendimento.

Il genoma del polpo, come il nostro, è ricco di “geni saltellanti”, la maggior parte dei quali inattivi. Concentrandosi sui trasposoni che possono ancora essere copiati e incollati, i ricercatori hanno identificato un elemento della famiglia LINE in parti del cervello importanti per le capacità cognitive di questi animali. La scoperta, frutto della collaborazione tra Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Stazione Zoologica Anton Dohrn e Istituto Italiano di Tecnologia, è stata resa possibile da tecniche di sequenziamento di nuova generazione utilizzate per analizzare la composizione molecolare dei geni attivi. Il sistema nervoso di un polpo.

“Trovare l’elemento della famiglia LINE, che è attivo nel cervello di entrambi i polpi, è molto importante perché supporta l’idea che questi elementi abbiano una funzione speciale che va oltre il copia e incolla”, spiega Remo. Sanges, direttore del Computational Genomics Laboratory della SISSA, ha iniziato a lavorare al progetto quando era ricercatore all’Anton Dohrn Stazione Zoologica di Napoli. Lo studio, pubblicato sulla rivista BMC Biology, è stato condotto da un team internazionale di oltre 20 ricercatori provenienti da tutto il mondo.

“Sono letteralmente saltato su una sedia quando ho visto al microscopio un segnale molto forte dell’attività di questo elemento nella ciambella verticale, la struttura del cervello, che è la sede dell’apprendimento e delle capacità cognitive nel polpo, come l’ippocampo nell’uomo”, ha detto Giovanna Ponte della Stazione Zoologica.

Secondo Giuseppe Petrosino, Anton Dorn della Stazione Zoologica, Stefano Gustinich dell’Istituto Italiano di Tecnologia. un fenomeno per il quale, nel caso di due specie geneticamente distanti, lo stesso processo molecolare si sviluppa indipendentemente in risposta a bisogni simili”.

“Il cervello del polpo è funzionalmente simile a quello di un mammifero per molti aspetti”, ha affermato Anton Dorn, direttore della biologia marina alla Stazione Zoologica. “Anche per questo motivo l’elemento LINE scoperto è un candidato molto interessante da studiare per migliorare la nostra conoscenza dell’evoluzione dell’intelligenza”.

Riferimento. “Identificazione di RNA lunghi non codificanti espressi nel cervello di polpo di WIDE retrotransposons” di Giuseppe Petrosino, Giovanna Ponte, Massimiliano Volpe, Ilaria Zarella, Federico Ansaloni, Conzetta L’Angel, Conzetta L’Angel. Svaraj Basu, Francesco Musacchia, Filomena Restorator, Dinko Pavlinic, Vladimir Benes, Maria I. Ferrante, Caroline Alberti, Oleg Simakov, Stefano Gustinic, Graziano Fiorito և Remo Sanges, 18 maggio 2022 Biologia BMC.
DOI: 10.1186 / s12915-022-01303-5:

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