ทึ่ง! หมึกยักษ์ “แก้ไขพันธุกรรมตัวเอง” เอาชีวิตรอดในน้ำทะเลที่อุ่นขึ้น


โดย PPTV Online

เผยแพร่




นักวิจัยพบ ท่ามกลางอุณหภูมิน้ำทะเลที่อุ่นขึ้นจากวิกฤตสภาพอากาศโลก หมึกยักษ์สามารถแก้ไขพันธุกรรมตัวเอง เพื่อปรับตัวให้อยู่รอดได้

“หมึกยักษ์” เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิร่างกาย (Thermoregulation) ได้ แต่มีการปรับอุณหภูมิของร่างกายตามสิ่งแวดล้อม (thermoconformer) ดังนั้นอวัยวะภายในต่าง ๆ ของมันจึงสัมผัสและเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิภายนอกร่างกายตลอดเวลา นั่นรวมถึงหนึ่งในอวัยวะที่สำคัญอย่าง “สมอง” ด้วย

แต่การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศที่ทำให้อุณหภูมิทะเลและมหาสมุทรอุ่นขึ้น ทำให้เกิดความกังวลว่า สมองของพวกมันอาจถูกคุกคามจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินี้

คอนเทนต์แนะนำ
สภาพอากาศวันนี้! รับมือมรสุม 31 จังหวัดฝนตกหนัก กทม.เจอฝน 60 %
บัตรสวัสดิการแห่งรัฐ 2565 เช็กสิทธิ-ประกาศผลรอบอุทธรณ์
เช็คแนวเขตเวนคืนขยายถนน"เพชรเกษม-สุขสวัสดิ์" พร้อมเชื่อมกาญจนาภิเษก

 

 

อย่างไรก็ตาม ผลการวิจัยล่าสุดพบว่า หมึกแคลิฟอร์เนียสองจุด (Octopus bimaculoides) สามารถ “แก้ไขพันธุกรรมตัวเอง” ให้สมองของพวกมันได้รับการปกป้องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้

พวกเขาพบว่า หมึกแคลิฟอร์เนียสองจุดมีการผลิตโปรตีนประสาทที่แตกต่างกันออกไปภายใต้สภาวะที่อุ่นและเย็น โดยการแก้ไข RNA (โมเลกุลที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลระหว่าง DNA และโปรตีน)

การจัดระบบนี้น่าจะช่วยปกป้องสมองของพวกมัน และนักวิจัยคาดว่า กลยุทธ์นี้น่าจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในหมู่หมึกยักษ์ (octopus) และหมึก (squid) สายพันธุ์อื่น ๆ ด้วย

จีนเผย พัฒนาวิธีป้องกัน “อาวุธเลเซอร์” สำเร็จ ใช้เพียง “เรซิน” ราคาถูก

“เอลนีโญ” เริ่มแล้ว! เตรียมรับปีที่โลกจะร้อนสุดเท่าที่เคยมีมา

พบอุณหภูมิมหาสมุทรเดือน พ.ค. ที่ผ่านมา อุ่นทุบสถิติ

โจชัว โรเซนธัล ห้องปฏิบัติการทางชีววิทยาทางทะเลของวูดส์โฮล หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า “เรามักคิดว่าข้อมูลทางพันธุกรรมของเรานั้นตายตัว แต่สภาพแวดล้อมสามารถมีอิทธิพลต่อวิธีที่คุณเข้ารหัสโปรตีน และในหมึกยักษ์ก็เกิดเหตุการณ์นี้ในวงกว้าง”

เมื่อเทียบกับการกลายพันธุ์ของ DNA ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวได้ก็ต่อเมื่อผ่านไปหลายชั่วอายุคน การแก้ไข RNA เป็นวิธีชั่วคราวและยืดหยุ่นสำหรับแต่ละสิ่งมีชีวิตในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม

ทั้งนี้ การแก้ไข RNA เปลี่ยนโครงสร้างโปรตีนนั้นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นได้ยากในสิ่งมีชีวิตอื่น โดยมนุษย์เราเองก็มีจุดที่สามารถแก้ไข RNA ได้หลายล้านตำแหน่ง แต่การปรับแก้จะส่งผลต่อโปรตีนในยีนเพียงไม่ถึง 3% เท่านั้น

โรเซนธัลกล่าวว่า “การถอดรหัส RNA ทำให้สิ่งมีชีวิตมีทางเลือกในการแสดงโปรตีนที่หลากหลายในเวลาและสถานที่ที่พวกมันเลือก ในหมึกยักษ์ การถอดรหัสส่วนใหญ่เป็นโปรตีนที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของระบบประสาท ดังนั้นคำถามก็คือ พวกมันใช้สิ่งนี้เพื่อปรับสภาพให้ชินกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปหรือไม่”

เพื่อตอบคำถามนี้ ทีมวิจัยได้สำรวจว่า หมึกยักษ์มีการแก้ไข RNA เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือไม่ และการแก้ไขนี้ส่งผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีนในสมองหรือไม่

ในธรรมชาติ หมึกยักษ์มักจะเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว เช่น เมื่อพวกมันดำดิ่งสู่ระดับความลึก และอย่างช้า ๆ เมื่อฤดูกาลเปลี่ยนแปลง

ทีมวิจัยศึกษาหมึกแคลิฟอร์เนียสองจุด ซึ่งเป็นปลาหมึกขนาดเล็กสีน้ำตาลอมเหลือง มีดวงตาเทียมสีฟ้าเหลือบรุ้งสองดวงใต้ตาจริง อาศัยอยู่นอกชายฝั่งแคลิฟอร์เนียและเม็กซิโก เป็นสายพันธุ์ที่พบได้ทั่วไป และข้อมูลทางพันธุกรรมหรือจีโนมของพวกมันได้รับการจัดลำดับแล้วกว่า 60,000 ตำแหน่ง

เพื่อตรวจสอบว่าพวกมันมีการแก้ไข RNA ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือไม่ นักวิจัยได้นำหมึกทดลองที่จับได้ในธรรมชาติไปอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำอุ่น (22 องศาเซลเซียส) และน้ำเย็น (13 องศาเซลเซียส) ในตู้เลี้ยงที่ห้องปฏิบัติการชีววิทยาทางทะเล

หลังจากผ่านไปหลายสัปดาห์ นับวิจัยได้ทำการเปรียบเทียบ RNA ของหมึกยักษ์ทดลองที่ปรับตัวเข้ากับอากาศหนาวและอบอุ่นกับจีโนมเดิมที่มีการจัดลำดับพันธุกรรมไว้แล้ว เพื่อเทียบว่า มีการแก้ไข RNA ที่ตำแหน่งใดหรือไม่

อีไล เอเซนเบิร์ก จากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า “การแก้ไขที่ไวต่ออุณหภูมิเกิดขึ้นที่ประมาณ 1 ใน 3 ของตำแหน่งา หรือมากกว่า 20,000 ตำแหน่งจาก 60,000 ตำแหน่ง ดังนั้นนี่นับได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ระดับโลก”

เขาเสริมว่า “(การแก้ไข) ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันทั้งร่างกาย โปรตีนที่ถูกแก้ไขมักจะเป็นโปรตีนประสาท และเกือบทุกตำแหน่งที่ไวต่ออุณหภูมิจะถูกแก้ไขอย่างมากในความเย็น”

พวกเขายังสังเกตเห็นว่า โปรตีนในระบบประสาทบางประเภทมีแนวโน้มที่จะไวต่ออุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์ (ซึ่งไวต่ออุณหภูมิมาก) และโปรตีนที่จับกับแคลเซียม

จากนั้น ทีมวิจัยสำรวจว่า การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเร็วเพียงใด โดยทดลองทำให้น้ำในตู้เลี้ยงค่อย ๆ อุ่นขึ้น (14 องศาเซลเซียสเป็น 24 องศาเซลเซียส) หรือเย็นลง (จาก 24 องศาเซลเซียสเป็น 14 องศาเซลเซียส) โดยปรับทีละ 0.5 องศาเซเลีซยสทุกชั่วโมง รวมใช้ระยะเวลาประมาณ 20 ชั่วโมง และสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในแต่ละช่วงเวลา

แมทธิว เบิร์ก จากมหาวิทยาลัยเซนต์ฟรานซิส หนึ่งในทีมวิจัย รายงานผลการทดลองว่า “เราสามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในเวลาน้อยกว่า 1 วัน และภายใน 4 วัน การเปลี่ยนแปลงจะอยู่ในระดับคงที่”

ทีมวิจัยยังพบว่า การแก้ไข RNA เพื่อปรับตัวต่ออุณหภูมิที่เกิดขึ้นในหมึกตามธรรมชาติมีรูปแบบการแก้ไข RNA ที่คล้ายคลึงกันกับหมึกในการทดลองในห้องแล็บ

ที่สำคัญคือ การแก้ไข RNA นี้ไม่ได้พบแค่เฉพาะกับหมึกแคลิฟอร์เนียสองจุดในแคลิฟอร์เนียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงปลาหมึกสองจุดเวอร์ริล (Octopus bimaculatus) ที่มีความใกล้ชิดกันด้วย ทำให้นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่า การแก้ไข RNA เพื่อรับมือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินั้น เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างกว้างขวางในบรรดาหมึกยักษ์และหมึกชนิดอื่น ๆ

หลังจากนี้ ทีมวิจัยจะเดินหน้าไขความลับการแก้ไข RNA เพื่อปรับตัวของหมึกยักษ์และหมึกชนิดอื่น ๆ ว่านอกจากการปกป้องตัวเองจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปแล้ว พวกมันยังใช้วิธีการนี้เพื่อปกป้องตัวเองจากอะไรอีกบ้าง

 

เรียบเรียงจาก Science Daily

ภาพจาก Monterey Bay Aquarium

คอนเทนต์แนะนำ
ทำความรู้จัก “คิมห์ สิริทวีชัย” ประธานประชุมสามัญผู้ถือหุ้น ITV ปี 66
ยูเครนจบปฏิบัติการโต้กลับเฟสแรก ปักธงยึดบางพื้นที่คืนได้สำเร็จ | 12 มิ.ย. 66 | รอบโลก DAILY
กางปฏิทินจ่ายเงินเดือนข้าราชการ ค่าจ้างลูกจ้างประจำ บำนาญ ปี 2566

LPGA2024_B LPGA2024_B
TOP ต่างประเทศ
วิดีโอยอดนิยม
เรื่องที่คุณอาจพลาด

วิดีโอยอดนิยม

ข่าวเด่นในรอบสัปดาห์

เพิ่ม PPTVHD36
ลงในหน้าจอหลักของคุณ