Os genes “de novo” podem ter aberto o caminho para os grandes cérebros humanos.
Os cientistas já consideraram grande parte do genoma humano “lixo” porque grandes trechos de seu código genético não dão origem a nenhuma proteína, as moléculas complexas encarregadas de manter as células funcionando. No entanto, desde então foi descoberto que esse chamado DNA lixo desempenha papéis importantes nas células e, em um novo estudo, os pesquisadores relatam que os humanos podem realmente ter DNA lixo para agradecer por nossos cérebros excepcionalmente grandes.
A pesquisa, publicada na segunda-feira (2 de janeiro) na revista Nature Ecology & Evolution , sugere que os genes que permitiram que os cérebros humanos desenvolvessem grandes lóbulos e complexas redes de informações podem ter surgido originalmente do DNA lixo. Em outras palavras, em algum momento, o “lixo” adquiriu a capacidade de codificar proteínas, e essas novas proteínas podem ter sido críticas para a evolução do cérebro humano.
As descobertas sugerem que esses genes “podem ter um papel no desenvolvimento do cérebro e podem ter sido um impulsionador da cognição durante a evolução dos humanos”, Erich Bornberg-Bauer , biofísico evolutivo da Universidade de Münster, na Alemanha que não participou da pesquisa, disse à revista Science.
Normalmente, novos genes codificadores de proteínas nascem quando as células se duplicam e fazem cópias de seu DNA. À medida que as células constroem novas moléculas de DNA, mutações podem aparecer no código genético, e os genes alterados podem dar origem a proteínas ligeiramente diferentes das de seus predecessores. Os genes nascidos do DNA lixo, conhecidos como genes de novo, passam por uma transformação mais dramática, pois de repente adquirem a capacidade de produzir proteínas.
Para produzir proteínas, as células “lêem” genes codificadores de proteínas e anotam seus projetos genéticos em uma molécula chamada RNA, que então se dirige para um local de construção de proteínas na célula, chamado ribossomo. A partir daí, o ribossomo usa o projeto de RNA para construir a proteína desejada. O DNA lixo, curiosamente, também pode ser usado para fazer vários sabores de RNA, mas muito poucas dessas moléculas de RNA podem sair do núcleo, a bolha protetora na qual as células abrigam seu DNA, descobriram os autores do estudo. Sua nova pesquisa sugere que, para se transformar em DNA codificador de proteínas, o DNA lixo deve primeiro começar a produzir RNA capaz de escapar do núcleo e atingir um ribossomo, informou a revista Science.
Ao comparar os genomas de humanos, chimpanzés (Pan troglodytes) e macacos rhesus (Macaca mulatta), um parente primata mais distante nosso, os autores identificaram 74 exemplos de DNA lixo transformando-se em DNA codificador de proteínas, relatou Ars Technica (abre em novo aba). Um passo fundamental nessa transformação foi o DNA lixo coletando mutações que permitiram que seu RNA saísse do núcleo, eles confirmaram.
Humanos e chimpanzés compartilham 29 desses genes de novo, o que significa que os genes surgiram depois que humanos e chimpanzés se separaram do ancestral evolucionário que compartilhavam com os macacos rhesus. Os restantes 45 genes de novo surgiram depois que os humanos e os chimpanzés se separaram cerca de 6 milhões de anos atrás, o que significa que os genes são exclusivos dos humanos.
Além disso, a equipe descobriu que nove desses genes únicos parecem estar ativos no cérebro humano, então eles investigaram as funções dos genes em vários experimentos. Alguns testes envolveram minúsculos modelos 3D do cérebro cultivados em laboratório; dois dos genes fizeram com que esses minicérebros crescessem mais do que sem esses genes. Em camundongos geneticamente modificados, esses dois genes, respectivamente, impulsionaram o crescimento cerebral acima da média e causaram a formação de sulcos e sulcos semelhantes aos humanos no cérebro dos roedores, informou a revista Science.
É importante observar que os minicérebros não capturam toda a complexidade dos cérebros humanos em tamanho real e que os estudos com roedores incluíram relativamente poucos camundongos, disseram especialistas à revista Science. Mas, em última análise, o trabalho sugere que o DNA lixo pode ter fornecido alguns dos principais ingredientes para o que nos torna humanos.
Publicado em 17/01/2023 07h28
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