ENG: Sequencing the human genome revealed as early as 2001 that over 45% of it is composed by sequences called transposons, so-called ‘jumping genes’ that, through molecular copy-and-paste or cut-and-paste mechanisms, can ‘move’ from one point to another of an individual’s genome, shuffling or duplicating. In most cases, these mobile elements remain silent: they have no visible effects and have lost their ability to move.

Among these mobile elements, the most relevant are those belonging to the so-called LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) family, found in a hundred copies in the human genome and still potentially active. It has been traditionally though that LINEs’ activity was just a vestige of the past, a remnant of the evolutionary processes that involved these mobile elements, but in recent years new evidence emerged showing that their activity is finely regulated in the brain. There are many scientists who believe that LINE transposons are associated with cognitive abilities such as learning and memory: they are particularly active in the hippocampus, the most important structure of our brain for the neural control of learning processes.

The octopus’ genome, like ours, is rich in ‘jumping genes’, most of which are inactive. Focusing on the transposons still capable of copy-and-paste, the researchers identified an element of the LINE family in parts of the brain crucial for the cognitive abilities of these animals. The discovery, the result of the collaboration between Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Stazione Zoologica Anton Dohrn and Istituto Italiano di Tecnologia, was made possible thanks to next generation sequencing techniques, which were used to analyze the molecular composition of the genes active in the nervous system of the octopus.

RO: Secvențierea genomului uman a dezvăluit încă din 2001 că peste 45% din acesta este compus din secvențe numite transpozoni, așa-numitele “gene săritoare” care, prin mecanisme moleculare de copiere şi lipire sau de tăiere și lipire, se pot “muta” dintr-un punct în altul al genomului unui individ, amestecându-se sau duplicându-se. În majoritatea cazurilor, aceste elemente mobile rămân tăcute: nu au efecte vizibile și și-au pierdut capacitatea de a se deplasa.

Dintre aceste elemente mobile, cele mai relevante sunt cele care aparțin așa-numitei familii LINE (Long Interspersed Nuclear Elements sau Elemente Nucleare Lungi Intercalate), care se găsesc în sute de copii în genomul uman și sunt încă potențial active. În mod tradițional, s-a crezut că activitatea LINE-urilor era doar un vestigiu al trecutului, o rămășiță a proceselor evolutive care au implicat aceste elemente mobile, dar în ultimii ani au apărut noi dovezi care arată că activitatea lor este fin reglementată în creier. Există mulți oameni de știință care cred că transpozonii LINE sunt asociați cu abilitățile cognitive, cum ar fi învățarea și memoria: ei sunt deosebit de activi în hipocampus, cea mai importantă structură a creierului nostru pentru controlul neuronal al proceselor de învățare.

Genomul caracatiței, ca și al nostru, este bogat în “gene săritoare”, dintre care majoritatea sunt inactive. Concentrându-se asupra transpozonilor încă capabili de a copia și lipi, cercetătorii au identificat un element din familia LINE în părți ale creierului cruciale pentru capacitățile cognitive ale acestor animale. Descoperirea, rezultat al colaborării dintre Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Stazione Zoologica Anton Dohrn și Istituto Italiano di Tecnologia, a fost posibilă datorită tehnicilor de secvențiere de generație următoare, care au fost folosite pentru a analiza compoziția moleculară a genelor active în sistemul nervos al caracatiței.

Source (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, “The octopus’ brain and the human brain share the same ‘jumping genes'”, 24.06.2022)

Paper: Petrosino, G., Ponte, G., Volpe, M., Zarrella, I., Ansaloni, F., Langella, C., Di Cristina, G., Finaurini, S., Russo, M.T., Basu, S. and Musacchia, F., 2022. Identification of LINE retrotransposons and long non-coding RNAs expressed in the octopus brain. BMC biology, 20(1), pp.1-22.