Uma mutação presente em humanos modernos parece impulsionar um maior crescimento de neurônios do que uma versão antiga de hominídeos.
Mais de 500.000 anos atrás, os ancestrais dos neandertais e humanos modernos estavam migrando ao redor do mundo quando uma mutação genética fatídica fez com que alguns de seus cérebros melhorassem repentinamente. Essa mutação, relatam os pesquisadores na Science, aumentou drasticamente o número de células cerebrais nos hominídeos que precederam os humanos modernos, provavelmente dando a eles uma vantagem cognitiva sobre seus primos neandertais.
“Este é um gene surpreendentemente importante”, diz Arnold Kriegstein, neurologista da Universidade da Califórnia, em San Francisco. No entanto, ele espera que seja um dos muitos ajustes genéticos que deram aos humanos uma vantagem evolutiva sobre outros hominídeos. “Acho que lança uma nova luz sobre a evolução humana.”
Quando os pesquisadores sequenciaram completamente um genoma neandertal em 2014, eles identificaram 96 aminoácidos – os blocos de construção que compõem as proteínas – que diferem entre os neandertais e os humanos modernos, além de vários outros ajustes genéticos. Os cientistas têm estudado esta lista para saber quais deles ajudaram os humanos modernos a superar os neandertais e outros hominídeos.
Vantagem cognitiva
Para os neurocientistas Anneline Pinson e Wieland Huttner, do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular, em Dresden, Alemanha, um gene se destacou. O gene, TKTL1, codifica uma proteína que é produzida quando o cérebro do feto está se desenvolvendo. Uma única mutação genética na versão humana do TKTL1 alterou um aminoácido, resultando em uma proteína diferente daquelas encontradas em ancestrais hominídeos, neandertais e primatas não humanos.
A equipe suspeitou que essa proteína poderia estar levando as células progenitoras neurais – que se desenvolvem em neurônios – a proliferar à medida que o cérebro se desenvolve, especificamente em uma área chamada neocórtex, que está envolvida na função cognitiva. Isso, eles raciocinaram, poderia ser um contribuinte para a vantagem cognitiva dos humanos modernos sobre os ancestrais humanos.
Para testar isso, Pinson e sua equipe inseriram a versão humana ou ancestral do TKTL1 nos cérebros de embriões de camundongos e furões. Os animais com o gene humano desenvolveram significativamente mais células progenitoras neurais. Quando os pesquisadores projetaram células do neocórtex de um feto humano para produzir a versão ancestral, eles descobriram que o tecido fetal produzia menos células progenitoras e menos neurônios do que normalmente faria. O mesmo aconteceu quando eles inseriram a versão ancestral do TKTL1 em organoides cerebrais – estruturas semelhantes a minicérebros cultivadas a partir de células-tronco humanas.
Tamanho do cérebro
Registros fósseis sugerem que os cérebros humanos e neandertais eram aproximadamente do mesmo tamanho, o que significa que os neocórtices dos humanos modernos são mais densos ou ocupam uma porção maior do cérebro. Huttner e Pinson dizem que ficaram surpresos que uma mudança genética tão pequena pudesse afetar o desenvolvimento do neocórtex tão drasticamente. “Foi uma mutação coincidente que teve enormes consequências”, diz Huttner.
O neurocientista Alysson Muotri, da Universidade da Califórnia, em San Diego, é mais cético. Ele ressalta que diferentes linhagens celulares se comportam de maneira diferente quando transformadas em organoides e gostaria de ver a versão ancestral do TKTL1 testada em mais células humanas. Além disso, diz ele, o genoma original do neandertal foi comparado com o de um europeu moderno – populações humanas em outras partes do mundo podem compartilhar algumas variantes genéticas com os neandertais.
Pinson diz que a versão neandertal do TKTL1 é muito rara entre os humanos modernos, acrescentando que não se sabe se causa alguma doença ou diferenças cognitivas. A única maneira de provar que ele tem um papel na função cognitiva, diz Huttner, seria modificar geneticamente camundongos ou furões que sempre têm a forma humana do gene e testar seu comportamento em comparação com animais que têm a versão ancestral. Pinson diz que agora planeja investigar mais os mecanismos pelos quais o TKTKL1 impulsiona o nascimento de células cerebrais.
Publicado em 10/09/2022 10h44
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