Novas pesquisas sugerem que os microRNAs desempenham um papel crucial no desenvolvimento avançado do cérebro, inclusive em humanos.
Os polvos fascinaram os cientistas e o público com sua notável inteligência, desde o uso de ferramentas até o envolvimento em brincadeiras criativas, resolução de problemas e até mesmo a fuga de aquários. Agora, suas habilidades cognitivas podem fornecer uma visão significativa para a compreensão da evolução da vida e da cognição complexas, incluindo o cérebro humano.
Uma equipe internacional de pesquisadores do Dartmouth College e do Max Delbrück Center (MDC) na Alemanha publicou um estudo na revista Science Advances, revelando que os polvos são os primeiros invertebrados conhecidos a conter um alto número de microRNAs reguladores de genes. Os genes de duas espécies de polvos apresentaram aumento de microRNAs, que estão associados ao desenvolvimento de células avançadas com funções específicas, ao longo do tempo evolutivo, achado que antes só havia sido observado em humanos, mamíferos e outros vertebrados.
Quando combinadas com a inteligência conhecida dos polvos, as descobertas fornecem suporte crucial para a teoria de que os microRNAs são a chave para a evolução da vida inteligente, disse o co-autor Kevin Peterson, professor de ciências biológicas em Dartmouth. Os sistemas nervosos de polvos e lulas – ambos pertencentes a um tipo de molusco conhecido como cefalópodes – evoluíram independentemente dos vertebrados. No entanto, a prevalência de microRNAs em polvos e vertebrados sugere um papel comum para as moléculas na cognição avançada.
“Os microRNAs são conhecidos como a ‘matéria escura’ do genoma animal – eles não produzem proteínas, mas regulam a expressão de proteínas”, disse Peterson, referindo-se à forma hipotética de matéria que se pensa constituir a maior parte do universo.
“Esta é a única instância em todos os invertebrados de aumento dramático de microRNA e esses genes são todos expressos no cérebro”, disse ele. “Esse sempre foi um grande teste para a hipótese de que não é específico dos vertebrados. Este foi um grande momento – descobrimos o segredo da vida complexa, e o segredo da vida complexa são os microRNAs.”
Os microRNAs foram relatados pela primeira vez em 1993 por Victor Ambros, professor em Dartmouth de 1992 a 2007, que agora é professor na Escola de Medicina da Universidade de Massachusetts. Por quase 15 anos, Peterson e seu grupo de pesquisa sequenciaram os genes de várias espécies animais para vincular os microRNAs ao desenvolvimento de tecidos complexos e à evolução do cérebro.
Para o artigo mais recente, o grupo de Peterson trabalhou com o laboratório do co-autor Nikolaus Rajewsky, professor de biologia de sistemas no MDC, que tinha uma riqueza de dados de RNA sobre espécies de polvo, particularmente o polvo comum (Octopus vulgaris). Peterson e o coautor Peter Chabot, da turma de 2022 de Dartmouth, trabalharam com dados brutos de microRNAs sequenciados de espécies de polvos e identificaram sequências específicas que eram novas ou já encontradas nesses animais. O trabalho deles forneceu um conjunto de dados organizado e anotado que foi essencial para as descobertas do artigo, disse Chabot.
A pesquisa de Peterson mostrou que criaturas como mamíferos placentários, cujos genes aumentaram em número e complexidade ao longo do tempo evolucionário, também exibem concentrações crescentes de microRNAs. Por outro lado, organismos como parasitas perderam genes ancestrais – e microRNAs – à medida que se tornaram menos complexos.
“Para ter novas habilidades cognitivas e comportamentos, são necessários novos tipos de células”, disse Peterson. “Os dois lugares onde você consegue isso – em mamíferos placentários e cefalópodes – também é onde vemos esses genes expressos por microRNA. Animais que parecem não ter mudado muito nos últimos 500 milhões de anos não têm muitos microRNAs.
“Todas as vezes que testamos essa hipótese, a achamos muito viável e ainda não conseguimos refutá-la. Isso é o que tornou este artigo particularmente emocionante”, disse ele.
Os polvos possuem uma inteligência incomum. Em 2016, um polvo chamado Inky ganhou as manchetes internacionais depois de escapar do Aquário Nacional da Nova Zelândia, escorregando por uma abertura em seu tanque e puxando-se vários metros pelo chão até um cano de esgoto de quase 150 pés que leva ao mar – e sua liberdade . Polvos também foram observados coletando e construindo abrigos de cascas de coco descartadas e usando correntes de água para brincar de pegar vários objetos.
Esse tipo de inteligência decorre potencialmente do papel dos microRNAs na diversificação da função celular, disse o coautor do estudo Bastian Fromm, líder do grupo de pesquisa da Universidade de Tromsø, na Noruega, que colabora com o laboratório Peterson em sua pesquisa e construção do banco de dados microRNA online, MirGeneDB.
As células em organismos complexos executam tarefas especializadas, o que significa que as células vizinhas precisam ser calibradas para realizar funções adicionais, disse Fromm.
“Os microRNAs são como interruptores de luz ou dimmers que podem ligar e regular a expressão de milhares de proteínas em uma célula e especificar o que a célula pode fazer”, disse Fromm. “Este é um jogo de números. Ostras e lesmas têm microRNAs, mas nos cefalópodes – e especialmente no polvo – há uma explosão deles que se correlaciona com sua inteligência”.
Publicado em 23/01/2023 23h24
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