科学家在某些章鱼的核糖体 RNA 中发现了一种奇怪的特征，这些分子为细胞蛋白质工厂创建了三维支架。这种特征仅在那些具有扩展神经系统并能够进行复杂行为的浅水生物中发现。萨拉·哈希米 | 日常通讯员 2026年8月19日。研究人员是在研究加州双斑章鱼时发现这一点的。安尼克·格里尔森 / 贝洛诺实验室。章鱼是极其聪明的生物。它们能够打开罐子、解迷宫，甚至使用工具。一种物种，常见的毛毯章鱼，用从葡萄牙战舰水母身上撕下的有毒触手作为武器。现在，研究人员发现了一种在某些章鱼中出现的神秘突变，可能会解释它们的智能。发表在《当前生物学》杂志8月17日一期上的一项研究揭示，这些八足生物由于一种在其他动物中从未见过的变异，可以以极高的精度合成蛋白质。尽管没有直接证据表明这种适应与章鱼智力的扩展相关，但只有一系具有扩展神经系统并能够进行复杂行为的生物似乎有这种突变。科学家们是偶然发现这一点的。大约五年前，研究共同作者理查德·汉，当时是哈佛医学院的研究生，正在研究加州双斑章鱼组织中的一种叫做核糖体 RNA（rRNA）的分子。这些分子创造了核糖体的三维支架，核糖体是细胞的蛋白质工厂。许多 rRNA 序列在所有已知动物中几乎保持不变。但是汉注意到章鱼的 rRNA 中有一种异常：一个意外的间隙打破了通常在其他生物中是一个的 rRNA 片段，分成了两个。“我们以为我们的 RNA 提取技术不好”，并且只是在犯错误，研究共同作者、哈佛大学的分子生物学家尼古拉斯·贝洛诺对《科学》杂志的萨拉·里尔顿说。然而，进一步的测试确认了其他情况的存在。在大肠杆菌的核糖体中插入相同的间隙，使得工程细胞以大约两倍于通常的精度合成蛋白质。为了检查这种奇怪的 rRNA 特征是何时进化的，研究团队比较了两个在一亿年前就已经分化的章鱼群体：平滑种，具有支持复杂行为的发达神经系统的浅水章鱼，以及环形种，这些深海生物具有适用于缓慢游动和被动进食的简单神经系统。团队发现，所有五种被检查的平滑种都是有 rRNA 的间隙。但是来自环形种的样本——具体来说，是一只大耳章鱼——缺少这个间隙。与章鱼分化约三亿年的鱿鱼也没有这种特征。有趣的是，自我编辑的头足动物，包括章鱼、鱿鱼、乌贼和鹦鹉螺，都是自我编辑 RNA 的高手——这些分子携带从 DNA 到帮助构建蛋白质的指令。它们的自我编辑频率远高于其他生物。在2023年发表的一项研究中，研究人员报告称章鱼在其大脑中大量编辑 RNA，以应对寒冷的水。这些发现暗示 rRNA 的适应可能与浅水章鱼大型神经系统的进化有关。它们的脑部——散布在全身——必须迅速扩展，以便它们学习与捕食者保持同步并在这种环境中应对日益激烈的竞争。神经元是长寿的，研究共同作者里沙夫·米特拉告诉《科学美国人》的科迪·科提尔，这意味着蛋白质错误折叠对它们特别不利。通过防止这种情况，rRNA 的间隙“可能帮助这些神经元正常工作，”他补充说。“最大的惊喜是，核糖体在生命中高度保守，实际上可以发生影响功能的进化变化，甚至可能促成新的创新，”研究共同作者、哈佛大学的细胞生物学家艾米·李在一份声明中说。未参与该工作的海洋生物实验室分子生物学家约书亚·罗森塔尔称这一发现“非常有趣”，尽管他指出需要更多研究来证明 rRNA 的变化是否促成了复杂脑和行为的进化。“我们才刚刚开始了解这些生物的遗传学，”他告诉《科学》杂志。研究作者怀疑，他们的发现可能导致对与大脑中错误折叠蛋白质相关的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）的潜在治疗。李告诉《科学美国人》，她希望能够设计出模仿章鱼突变的药物，以实现准确的蛋白质合成。如果我们“利用自然作为指南，以了解这种现象是如何自然发生的，”她说，“那么我们可能会找到将其引入人类细胞的方法。”