Cientistas podem ter encontrado uma mudança chave entre os cérebros de sapiens e neandertais

0
90
Um crânio de Homo sapiens moderno (esquerda) e um crânio neandertal (direita). (Créditos: hairymuseummatt/DrMikeBaxter/Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Cientistas fazendo experimentos em camundongos encontraram evidências de que partes-chave do cérebro humano moderno levam mais tempo para se desenvolver do que as de nosso primo extinto, o neandertal.

Como a fábula da lebre e a tartaruga, ir devagar, mas com firmeza, dá ótimos resultados. O tempo extra é causado por diferenças de proteínas que também parecem reduzir os erros cromossômicos, resultando em uma população mais saudável e robusta.

Os resultados do estudo implicam que esta etapa no desenvolvimento do nosso neocórtex (a camada externa enrugada responsável pelo pensamento de ordem superior) desempenha um papel na proteção de doenças, uma característica que os neandertais pareciam estar faltando.

Nos últimos anos, os avanços na genética permitiram aos cientistas sequenciar o DNA extraído de restos antigos, revelando informações detalhadas sobre como o genoma neandertal se compara e contrasta com o nosso.

Conhecemos, por exemplo, cerca de 100 aminoácidos – os compostos que compõem as proteínas – que mudaram quando os humanos modernos divergiram do ramo que deu origem aos neandertais e outro primo próximo, os denisovanos.

A substituição de aminoácidos pode ter efeitos significativos, mas não ficou claro quais funções essas substituições mudaram entre humanos e neandertais.

Seis das substituições identificadas existem em proteínas já conhecidas por desempenharem um papel na distribuição de cromossomos durante a divisão celular. Assim, uma equipe de pesquisadores liderada pelo geneticista Felipe Mora-Bermúdez, do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular, na Alemanha, realizou experimentos para ver se eles poderiam determinar o papel que essas mudanças de aminoácidos podem desempenhar no desenvolvimento do neocórtex.

Ass cobaias naturais eram camundongos de laboratório, que por acaso compartilham com os neandertais (e macacos) esses mesmos seis aminoácidos dentro das proteínas relevantes. Usando CRISPR Cas-9, os pesquisadores substituíram esses aminoácidos por aqueles encontrados em humanos modernos.

Eles também levaram a pesquisa na direção oposta. Eles cultivaram organoides de cérebros humanos a partir de células-tronco embrionárias – pedaços de tecido cerebral que não estão vivos ou sencientes – e substituíram os aminoácidos humanos modernos pelas variantes neandertais/camundongos/macacos.

Os resultados foram surpreendentes e fascinantes.

“Descobrimos que três aminoácidos humanos modernos em duas das proteínas causam uma metáfase mais longa, uma fase em que os cromossomos são preparados para a divisão celular”, explicou Mora-Bermúdez, “e isso resulta em menos erros quando os cromossomos são distribuídos para as células derivadas das células-tronco neurais, assim como nos humanos modernos.”

Além disso, a metáfase nos organoides humanos neandertalizados foi mais curta, resultando em duas vezes o número de erros de separação de cromossomos em comparação com os organoides de controle. Isso sugere que três substituições de aminoácidos humanos modernos são responsáveis ​​por menos erros de distribuição de cromossomos em comparação com os neandertais.

Como erros no número de cromossomos, conhecidos como polissomias, podem resultar em distúrbios graves, além de cânceres como leucemia e carcinoma, os resultados sugerem que a mudança foi benéfica para os humanos modernos. Eles também sugerem que a função cerebral nos neandertais pode ter sido afetada por distúrbios cromossômicos em uma taxa mais alta do que vemos nos humanos modernos.

“Os dados atuais implicam que a probabilidade de quaisquer efeitos prejudiciais da segregação cromossômica incorreta pode ser menor em humanos modernos do que em neandertais, denisovanos e macacos”, escreveram os pesquisadores em seu paper.

“Mais trabalho é necessário para abordar a importância desses efeitos para as características dos humanos modernos”.

A pesquisa foi publicada na revista Science.