跳躍的基因， 又名 轉座子對我們大多數人來說可能並不熟悉，但它們在最近兩項與水肺潛水員珍視的海洋生物（章魚和海龍）相關的研究中佔有重要地位，並且可以解釋圍繞這些生物的一些謎團。
轉座子是一種能夠在基因組（細胞中發現的 DNA 指令集）內移動的 DNA 序列。轉座子可以使用分子複製貼上甚至剪貼機制來重組或複製自身，並且當它們將自身插入基因中間或附近時，可以引起快速的遺傳變化，從而阻止該基因正常運作。
轉座子佔人類大腦基因組的 45%，但現在首次在無脊椎動物（無脊椎動物）的大腦中發現了轉座子。 章魚 ——這或許可以解釋其被證明的高水準智慧。
這項研究是由 20 名研究人員組成的國際團隊進行的，由的里雅斯特國際高等學校 (SISSA) 的 Remo Sanges 和那不勒斯 Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZAD) 的 Graziano Fiorito 協調。
科學家表示，章魚的「極其複雜」的大腦和認知能力在無脊椎動物中是獨一無二的，在普通章魚的大腦中發現跳躍基因後，他們認為跳躍基因是這種類似於脊椎動物的複雜性的關鍵。 章魚 (章魚 尋常）和加州 章魚 (章魚 雙斑).
研究人員表示，與人類一樣，一些轉座子不活躍，因為它們隨著時間的推移積累了突變，而另一些轉座子雖然完整，但卻被細胞防禦機制阻斷——儘管即使是轉座子的片段和破碎的複製也可以為演化提供原料。
最相關的轉座子，稱為長散佈核元件（LINE），仍然具有潛在的活性。先前人們認為 LINE 活動只不過是遙遠過去的遺跡，但最近的研究表明，LINE 活動在大腦中受到精細調節，尤其是在海馬區，並且可能與學習和記憶等認知能力有關。
章魚基因組富含轉座子。大多數都是不活躍的，但透過使用最新的定序技術來關注那些仍然能夠複製和貼上的細胞，研究人員在章魚大腦的某些部分中發現了LINE 家族的一個元素，該部分對認知能力至關重要。
「當我在顯微鏡下看到這種元素在垂直葉中的非常強烈的活動信號時，我簡直跳上了椅子，垂直葉是章魚的大腦結構，是學習和認知能力的所在地——就像章魚的大腦結構一樣。SZAD 的 Giovanna Ponte 說： “人類的海馬體。”
桑吉斯說：“在兩種章魚的大腦中發現活躍的 LINE 家族元素非常重要，因為它支持了這些元素具有超越複製貼上的特定功能的觀點。”該研究發表於 BMC生物學.
海龍的樣子
俄勒岡大學的科學家表示，就僅在澳洲野外發現的海龍而言，轉座子可以解釋水下攝影師如此珍惜的獨特外觀。
透過對草海龍和葉海龍的基因組進行定序，科學家發現，其他脊椎動物中直接發育臉部、牙齒、附肢和神經系統部分的一組關鍵基因缺失。
研究助理克萊·斯莫爾教授評論說：「海龍在一群已經很奇怪的魚中顯得很奇怪。」他指的是它們在海洋中的近親。 雉科 家庭、海馬和海龍。
「人們對頭部和臉部等演化的可塑性非常感興趣，」與斯莫爾共同領導這項研究的高級研究員蘇西·巴沙姆（Susie Bassham）說。 “海龍可以成為這類問題的很好的研究案例，因為它們進化得相當快，存在著極端的差異。”她說，與海馬和海龍一起，它們在大約 50 萬年前就開始分支，「從進化的標準來看，這是相對較晚的時間」。
研究人員透過斯克里普斯研究中心的樺木水族館和田納西州水族館獲得了一個罕見的組織樣本，分析了海龍以及海馬和海龍的基因序列。與斑馬魚、刺魚等硬骨魚相比， 雉科 海龍缺乏指導發育的基因，但與它們的親戚不同，海龍還含有比平常更多的轉座子。
使用專門的 X 光顯微鏡拍攝了 3 公分長的雜草海龍的高解析度 30D 影像（帶絛蟲）。它被分段掃描，圖像縫合在一起形成完整的圖片，揭示了海龍骨骼的最細微的細節。
「以前沒有人以這種方式想像過海龍的任何部分，」巴沙姆說。 “我們可以看到，葉狀槳的支撐結構似乎是由刺製成的，然後肉質附屬物被添加到末端。”她說，這強化了這樣一種觀點，即裝飾性附屬物是從刺進化而來的。
研究團隊希望公開海龍的基因組序列將有助於了解這種奇怪生物是如何演化的，並有助於保護它們。他們的研究發表在 美國國家科學院院刊.
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