章鱼拥有八条灵活的触手、如同迷彩的皮肤以及一个巨大、甜甜圈状的大脑，其独特的生理特征几个世纪以来一直吸引着科学家——已故的英国动物学家马丁·威尔斯曾将这种栖息于海洋的生物称为外星生物。如今，这种被认为是智力最高的无脊椎动物之一的掠食性软体动物，凭借其复杂的解决问题和学习行为，在与其他鱿鱼、乌贼和鹦鹉螺的竞争中脱颖而出，成为首个拥有完整基因组序列的头足类动物。
芝加哥大学和加州大学伯克利分校的研究人员 对加州双斑蛸（Octopus bimaculoides）的基因组进行了测序。这项工作将使科学家能够研究赋予章鱼奇异生理特征的遗传因素，并可能揭示有关头足类动物独特生物学以及产生复杂神经系统和适应性伪装的性状演化的新见解。
基因组图谱揭示了许多章鱼特有的基因，其中包括六个编码 反光蛋白（reflectins）的基因，这种蛋白质能够通过反射光线和改变颜色来使动物的皮肤实现伪装。最近，人们一直在研究反光蛋白，希望利用其能力为士兵或其他人员开发更好的伪装材料。尽管这项新的基因组信息可能在这方面有所帮助，但研究作者表示这仍需时日。他们首先希望能够测序其他头足类动物的基因组，并比较它们的反光蛋白，以便在基因组层面更好地理解它们。
研究人员还发现了一个名为原钙粘连蛋白（protocadherins）的基因家族，其数量比预期更普遍，结构也更复杂。原钙粘连蛋白有助于神经系统的发育以及神经元之间的相互作用。章鱼基因组包含168个原钙粘连蛋白基因，比许多脊椎动物多10倍，比人类和其他哺乳动物多两倍多。
章鱼的基因组看起来像是“被放进搅拌机里搅碎了”。
“这非常令人惊讶，”芝加哥大学神经生物学教授、该研究的合著者克利夫顿·拉格斯代尔（Clifton Ragsdale）说。“我们没想到会看到这种程度的扩张。”然而，考虑到章鱼复杂的神经系统，这似乎是合乎情理的。“它们对于建立神经元连接显然至关重要，”芝加哥大学有机生物学与解剖学系研究生、该报告的联合首席作者卡罗琳·阿尔伯汀（Caroline Albertin）说。
章鱼还拥有大量的转座子，或称“跳跃基因”，它们能够在基因组中重新排列自身。阿尔伯汀在 新闻稿中表示，章鱼的基因组看起来像一个“被放进搅拌机里搅碎了”的普通无脊椎动物基因组，这导致基因出现在新的环境中并执行新的功能。
未来，研究人员希望研究其他头足类动物的基因组，目前其他机构的研究人员正通过头足类动物基因组测序联盟（Cephalopod Sequencing Consortium）进行这项工作。相关结果可能在未来几年内公布，届时科学家们便可以相互比较头足类动物的基因组。
伍兹霍尔海洋生物学实验室的高级科学家兼头足类动物研究员罗杰·汉隆（Roger Hanlon）并未参与此项研究，他同意章鱼基因组不仅为理解头足类动物提供了重要的垫脚石，还能让科学家思考大脑如何在截然不同的层面上产生复杂的行为。
“科学家们现在可以开始思考大脑如何在不同尺度上产生行为，”他说。“头足类动物是一个有趣的群体，因为它们具有较高的认知能力和明显不同的脑结构，同时生命周期相对较短，这与脊椎动物不同。”
