本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
章魚擁有諸多謎團——其全面的偽裝、聰明的吸盤、敏捷的大腦——其基因組肯定蘊藏著更多秘密（包括它如何再生其手臂——吸盤、神經和所有組織）。
“令人驚訝的是，在如此多生物體的基因組資源爆炸式增長的情況下，仍然沒有可用的頭足類動物組裝基因組，”一個由 28 位國際研究人員組成的聯盟在2012 年發表的一篇論文中概述了這個問題。
因此，該小組著手解決這個問題。他們建立了頭足類動物測序聯盟（“CephSeq”），該聯盟正在努力對 10 種頭足類動物物種的基因組進行測序，包括經過充分研究的普通章魚（Octopus vulgaris）、實驗室模型加州雙斑章魚（O. bimaculoides）和劇毒的藍環章魚（Hapalochlaena maculosa）——以及魷魚、墨魚和鸚鵡螺的物種。其中一個小組正在努力研究加州雙斑章魚，並希望儘快釋出基因組草圖。
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但是，事實證明，章魚基因組並不是最容易破解的程式碼。“頭足類動物基因組龐大、複雜且充滿重複序列，”作者指出。一些物種的基因組估計大小超過了人類基因組的大小。例如，加州雙斑章魚的基因組預計約為 32 億個鹼基對——與我們的大小相同。而藍環章魚的基因組預計將達到驚人的 45 億個鹼基對。（相比之下，我們毛茸茸的脊椎動物朋友普通家鼠的基因組約為 27 億個鹼基對。）最新的測序技術終於足夠快，可以應對這一挑戰。
為什麼要深入研究如此黑暗、密集和令人困惑的領域？“頭足類動物對科學很重要，包括細胞神經生物學、學習和記憶、神經行為學、生物材料工程、動物-微生物相互作用、發育生物學和基礎分子生物學（如 RNA 編輯）等領域，”研究人員寫道。事實上，儘管 RNA 編輯是在哺乳動物中發現的，但章魚以驚人的高速度編輯其 RNA——然而，我們尚未找出確切的原因和方式。
此外，“獲取基因組資訊將極大地促進正在進行的研究，特別是透過基因發現，”研究人員指出。“頭足類動物基因組學還將推動新的研究領域的建立，包括諸如再生和衰老等具有生物醫學重要性的主題。” 例如，即將召開的一次會議包括一篇論文，重點介紹了利用遺傳學從藍環章魚的假交替單胞菌屬細菌中發現潛在的新天然化合物。其他近期研究正在將快速 DNA 條形碼應用於不同的章魚物種——特別是那些對漁業和新興水產養殖業務感興趣的物種。
章魚來自地球上最多樣化的動物門之一：軟體動物門。拼湊頭足類動物基因組將幫助研究人員瞭解頭足類動物是如何進化得如此不同於其更不起眼的蝸牛和蛤蜊表親的。它還將有助於揭示章魚趨同進化的許多令人驚訝的元素，包括它們先進的心血管系統、高度分化的大腦和類似哺乳動物的眼睛。
此外，全面的基因組測序將有助於將頭足類動物帶入科學聚光燈下，成為真正的模式生物（想想大鼠、果蠅等）——這一發展還將引發關於如何以合乎倫理的方式研究這些聰明的無脊椎動物的進一步辯論。
最後，遺傳資訊將使研究人員能夠更好地監測章魚種群——特別是當它們受到捕撈、水產養殖和氣候變化的影響時。正如今年早些時候發表的研究強調的那樣，根據物理特徵單獨對形態多變、區域各異的章魚進行分類極其困難。因此，基因指南將是更好地瞭解這些奇異動物的受歡迎補充。
要了解更多關於章魚的內部和外部資訊——包括其奇異而具有啟示性的 RNA 編輯才能——請檢視《章魚！海洋中最神秘的生物》，現在也有平裝本！
插圖由伊萬·菲利普森提供