Особенности нервной системы осьминогов, кальмаров и других головоногих моллюсков могут быть связаны с уникальной трехмерной структурой их генома. Как сообщает ТАСС со ссылкой на Венский университет, такая организация ДНК позволяет клеткам гибко управлять активностью генов, участвующих в работе нейронов.
Научный сотрудник Венского университета Тея Роджерс отметила, что геном представляет собой не только последовательность генов, но и сложную пространственную структуру. По словам исследователя, изучение эволюции этой структуры важно для понимания появления более сложных биологических систем и приспособлений.
Генетики исследовали историю эволюции головоногих моллюсков, предки которых появились на Земле около 450 млн лет назад, в середине ордовикского периода. Их возникновение сопровождалось масштабной перестройкой всего генома. После разделения предков современных осьминогов и кальмаров их ДНК также прошла несколько этапов расширения и резких структурных изменений.
Чтобы выяснить влияние этих процессов на активность генов и развитие нервной системы, ученые создали трехмерные модели геномов двух видов каракатиц — Euprymna scolopes и Sepia officinalis. В исследование также включили калифорнийских четырехглазых осьминогов Octopus bimaculoides.
Полученные модели сопоставили с изменениями активности генов в разных тканях каракатиц и осьминогов на различных стадиях развития. Благодаря этому исследователи определили преобразования пространственной структуры генома, которые возникли еще до разделения эволюционных линий их предков.
Анализ показал, что во время уникальной перестройки многие удаленные друг от друга участки генома сблизились и сформировали сеть сложных регуляторных связей. Изменения, влияющие в том числе на развитие и работу нервной системы, сохранились у обеих групп моллюсков за сотни миллионов лет раздельной эволюции. Ученые заключили, что подобные преобразования структуры ДНК способны долго сохраняться и играть важную роль в эволюционных процессах.