문어의 지능, 새로운 돌연변이와의 연관성 발견

문어의 지능, 새로운 돌연변이와의 연관성 발견

문어는 매우 영리한 생물로, 병을 열거나 미로를 풀고 심지어 도구를 사용할 수 있습니다. 최근 연구자들은 문어의 지능을 설명할 수 있는 미스터리한 돌연변이를 발견했습니다. 8월 17일자 Current Biology 저널에 발표된 연구에 따르면, 문어는 다른 동물에서는 볼 수 없는 변이를 통해 단백질을 매우 정확하게 생성할 수 있습니다. 이 적응이 문어의 두뇌 능력 확장과 직접적으로 연결된 증거는 없지만, 복잡한 행동을 수행할 수 있는 신경계가 발달한 생물 계통만이 이 돌연변이를 가지고 있는 것으로 보입니다.

연구자들은 이 발견을 우연히 하게 되었습니다. 약 5년 전, 하버드 의대의 대학원생이었던 Richard Han은 캘리포니아 두 점 문어의 조직에서 리보솜 RNA(rRNA)라는 분자를 조사하고 있었습니다. 이 분자는 세포의 단백질 공장인 리보솜을 위한 3D 구조를 만듭니다.

대부분의 동물에서 rRNA의 많은 서열은 거의 동일하게 유지됩니다. 하지만 Han은 문어의 rRNA에서 다른 생물에서는 하나의 조각으로 존재하는 것이 두 개로 나뉘는 예상치 못한 간격을 발견했습니다.

추가 실험 결과, 이 간격을 Escherichia coli 박테리아의 리보솜에 삽입하면, 조작된 세포가 단백질을 약 두 배 더 정확하게 생성하는 것으로 나타났습니다.

이 이상한 rRNA 특징이 언제 진화했는지를 조사하기 위해, 연구팀은 1억 년 이상 전에 갈라진 두 그룹의 문어를 비교했습니다. 얕은 바다에서 복잡한 행동을 지원하는 발달된 신경계를 가진 incirrates와 느린 수영과 수동적인 먹이를 위해 적응된 간단한 신경계를 가진 cirrates입니다.

연구팀은 조사한 다섯 종의 incirrate 문어 모두에서 rRNA 간격이 존재한다는 것을 발견했습니다. 하지만 cirrate 문어, 특히 덤보 문어 샘플에서는 이 간격이 없었습니다. 약 3억 년 전에 문어와 갈라진 오징어에서도 이 간격은 발견되지 않았습니다.

이 발견은 rRNA 적응이 얕은 바다 문어의 큰 신경계 진화와 관련이 있을 수 있음을 시사합니다. 이들의 뇌는 포식자와의 경쟁에서 살아남기 위해 빠르게 확장해야 했습니다. 신경 세포는 오래 살아남기 때문에 단백질의 잘못된 접힘은 특히 해롭습니다. rRNA 간격은 이러한 신경 세포가 잘 작동하도록 도울 수 있습니다.

이 연구는 신경퇴행성 질환 치료에 대한 새로운 가능성을 열 수 있습니다. 연구 저자들은 이 발견이 알츠하이머병과 같은 질환에 대한 잠재적 치료법으로 이어질 수 있다고 의심합니다.