Исследователи обнаружили, что структурная модификация в молекулах рибосомы, клеточного аппарата, ответственного за выработку белков, позволяет видам мелководных осьминогов генерировать белки со значительно меньшим количеством дефектов и токсичных агрегатов.
Почти все биологические процессы зависят от белков. К ним относятся ферменты, катализирующие жизненно важные реакции, антитела, защищающие организм от захватчиков, гормоны, передающие сигналы между клетками, а также такие вещества, как коллаген и эластин, придающие структура тканям.
Синтез этих сложных молекул происходит внутри клеток с помощью рибосом. Они постоянно сплетают цепочки аминокислот, которые после сворачивания превращаются в функциональные белки. Однако иногда производятся дефектные партии, что приводит к запутыванию неправильно сформированных белков в токсичные агрегаты.
Хотя эта проблема может возникнуть у любого организма, осьминоги демонстрируют более строгий контроль качества. Новое исследование показывает, что некоторые линии осьминогов обладают уникальной генной мутацией, которая обеспечивает гораздо более точный синтез белка, с резким снижением ошибок. Эта адаптация, как предполагается, возникла около ста миллионов лет назад, совпав с развитием более сложной нервной системы у этих животных.
Исследование было проведено учеными из Гарвардского университета и доступно на платформе bioRxiv в виде препринта, ожидающего рецензирования для публикации в журнале Current Biology. Мутация была обнаружена в молекулах РНК, а именно в пробеле в рибосомальной РНК (рРНК), которая организует сборку белка в рибосоме.
Фундаментальный процесс производства белков универсален: ДНК хранит инструкции, которые транскрибируются в матричную РНК (мРНК) и доставляются к рибосомам для синтеза. рРНК действует, связывая аминокислоты. В то время как многие части рРНК идентичны у всех видов, это не так для определенных осьминогов.
Открытие произошло случайно во время рутинного теста с РНК. Анализируя РНК вида мелководного осьминога *Octopus bimaculoides*, студентка биолога Эми Си-Ин Ли, координатора исследования, заметила необычное разделение в полосе рибосомальной РНК, не соответствующее тому, что ожидалось у других живых существ.
Поскольку рибосомы состоят из белков и РНК, инструкция для этого изменения должна находиться в ДНК. Команда смогла идентифицировать мутацию в генах, ответственных за разделение рРНК, которое происходит в центральном ядре рибосомы, в точке, где каждая аминокислота связывается со своей инструкцией. Несмотря на это, рибосома сохраняет свою функциональность.
Чтобы определить функцию этого разрыва, исследователи внедрили ту же мутацию в бактерии *Escherichia coli*, что привело к заметному улучшению точности. Уровень ошибок бактериальных рибосом был сокращен вдвое, и ключ заключался в контроле качества: рибосомы осьминогов более избирательны в отношении того, какие белки отбрасывать, и имеют меньшую толерантность к неправильно включенным аминокислотам во время синтеза.
Кроме того, мутация облегчает правильную обработку последовательностей мРНК, которые подверглись редактированию. Головоногие моллюски, такие как осьминоги, редактируют свою собственную РНК больше, чем любое другое известное существо, что позволяет адаптироваться к различным температурам без изменения ДНК. Однако это редактирование РНК повышает риск дефектных белков; разрыв рРНК помогает смягчить этот риск.
Изучая другие виды, ученые обнаружили эту особенность у еще 15 типов мелководных осьминогов, но ни у одного из 12 видов глубоководных осьминогов. Это предполагает, что разрыв рРНК возник вместе с эволюционным разделением более ста миллионов лет назад, когда осьминоги разделились на Инцирраты (мелководная линия со сложной нервной системой) и Цирраты (глубоководные с более простыми нервными системами).
Исследователи предполагают, что это изменение в рибосоме могло быть полезным для видов с расширяющимся мозгом, предотвращая токсическое белковое агрегирование, которое могло повредить нейроны. Тем не менее, пока невозможно подтвердить, было ли развитие мозга причиной этой недавно открытой генетической мутации.
В периоды аномальной жары весенняя и летняя растительность требует повышенного внимания к уходу. Многие ошибочно полагают, что обильный полив в жаркие дни полезен для растений. Однако как время, так и метод полива имеют решающее значение для здоровья растений.
По мнению специалистов, наиболее подходящее время для полива растений в дни резкого повышения температуры — это промежуток с 20:00 вечера до 05:00 утра. В этот период температура воздуха снижается, уменьшается испарение воды, и влага дольше сохраняется в почве. Это позволяет воде достигать корней напрямую, повышая устойчивость растения к жаре.
Недавно посаженные саженцы нуждаются в частом, но умеренном поливе. Для молодых деревьев рекомендуется проводить глубокий полив два-три раза в неделю. Что касается взрослых деревьев, то достаточно поливать один или два раза в неделю, обеспечивая достаточный объем и глубину, что способствует укреплению корневой системы.
Эксперты советуют соблюдать ряд важных правил при поливе. Во-первых, воду следует направлять непосредственно к корневой системе, а не на листья. Это не только помогает экономить воду, но и способствует здоровому развитию растения. Также важно поливать постепенно, чтобы обеспечить проникновение воды в глубокие слои почвы.
Полезным приемом является укрытие почвы вокруг растений мульчей. Мульча помогает долго удерживать влагу в земле, защищает корни от перегрева и увеличивает интервалы между поливами.
Крайне важно не поливать растения в самые жаркие часы дня — с 10:00 до 17:00. В это время вода испаряется очень быстро, а в некоторых случаях может вызвать дополнительный стресс у самого растения.
Забота о природе начинается с каждого растения. Правильно ухоженные деревья в жаркие дни служат источником тени, чистого воздуха и прохладной среды в будущем. Поэтому крайне важно, чтобы все подходили к поливу растений ответственно и своевременно.
