Осьминоги, кальмары и каракатицы — колеоидные головоногие — обладают необычно крупной нервной системой, способной решать задачи и мгновенно менять окраску. Ученые из Венского университета выяснили, что причина такой сложности может скрываться не в самих генах, а в том, как геном организован в трехмерном пространстве. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало: сотни миллионов лет назад масштабная перестройка генома изменила расположение ДНК внутри клетки. Ранее удаленные участки хромосом сблизились и начали влиять на активность друг друга. Автор работы доктор Теа Роджерс подчеркивает, что геном — это не просто последовательность генов, а сложная трехмерная структура.
Ученые обнаружили, что крупные структурные единицы генома, хроматиновые домены, оставались стабильными на протяжении эволюции. При этом более тонкие соединения — хроматиновые петли — оказались гораздо динамичнее. Они различались у разных видов, тканей и стадий развития и часто находились рядом с генами, связанными с ключевыми признаками головоногих, включая нервную систему.
Этот процесс исследователи назвали «регуляторной запутанностью». Он позволяет геному создавать новые схемы активности генов, сохраняя при этом жизненно важные функции. Результаты ставят под сомнение представление о том, что архитектура генома — пассивное следствие эволюции. Похоже, трехмерная организация ДНК активно направляет эволюционные процессы, что могло сыграть ключевую роль в появлении сложного мозга головоногих.