Traços de DNA denisovano ainda afetam o sistema imunológico de humanos modernos

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Um dos poucos restos denisovanos conhecidos, uma mandíbula encontrada no Tibete. (Créditos: Dongju Zhang/Wiki Commons/CC BY SA 4.0)

Traduzido por Julio Batista
Original de Irene Gallego Romero e Davide Vespasiani para a The Conversation

Um encontro com um misterioso e extinto parente humano – os Denisovanos – deixou uma marca nos traços imunológicos dos papuas modernos, em particular aqueles que vivem na Ilha da Nova Guiné.

Esta é uma nova descoberta que descrevemos em um estudo publicado essa semana na PLOS Genetics. Sugere ainda que nossa diversidade humana moderna não apenas evoluiu – algumas partes dela obtivemos de outros grupos humanos extintos.

DNA de nossos primos evolutivos

Os seres humanos são as únicas espécies vivas do gênero Homo. Mas até 50.000 anos atrás, nossos ancestrais coexistiram – e às vezes interagiram – com vários outros grupos Homo em todo o mundo. A maioria deles conhecemos apenas por vestígios arqueológicos esparsos, que oferecem vislumbres tentadores de nossos primos evolutivos.

Mas para dois grupos há algo mais: DNA. Graças aos avanços tecnológicos, os cientistas recuperaram DNA de fósseis e o sequenciaram. Como resultado, agora temos sequências completas do genoma dos hominídeos antigos mais conhecidos, os neandertais, e um grupo muito mais discreto, os denisovanos.

Embora muitos fósseis de Neandertal tenham sido encontrados em toda a Europa desde que foram identificados pela primeira vez na década de 1860, o número de fósseis de Denisovanos conhecidos cabe na palma da mão – literalmente!

A sequência do genoma que temos vem do menor osso de um dedo mindinho. Pertenceu aos restos mortais de uma adolescente de 60.000 anos de idade de uma caverna na Sibéria, o maior fóssil denisovano conhecido até recentemente.

Traços de ancestrais

Essas sequências do genoma transformaram a maneira como pensamos sobre nossos parentes extintos. Por um lado, eles rapidamente demonstraram que, à medida que os humanos se expandiam para fora da África, fazíamos sexo – e filhos – com essas outras populações.

Traços de seus genomas permanecem em indivíduos vivos hoje, transmitidos por centenas de gerações.

No caso dos neandertais, esses vestígios estão hoje em todos os indivíduos de ascendência não africana. No caso dos denisovanos, encontramos pequenos vestígios de seu genoma em pessoas de toda a Ásia – especialmente em Papua Nova Guiné e nas nações insulares do Sudeste Asiático, onde indivíduos podem herdar até 4 a 5% de seu genoma desses ancestrais.

Mas identificar esses fragmentos de DNA em nossos genomas é apenas o começo.

O DNA faz a diferença

O verdadeiro desafio é encontrar as consequências biológicas desse DNA para as pessoas que o carregam – que, vale lembrar, são a grande maioria dos humanos. Nossos objetivos da pesquisa específica foram o de identificar os processos moleculares que podem ser afetados por sua presença.

Estudos do DNA neandertal mostraram que variantes genéticas herdadas deles podem alterar os níveis em que alguns genes humanos são expressos, por exemplo. Também sabemos que os neandertais contribuíram para o nosso sistema imunológico (incluindo diferenças na forma como as pessoas respondem à infecção por COVID-19) e à variação na cor da pele e do cabelo.

Mas nunca ficou claro se o DNA denisovano deixou tendências semelhantes nos humanos modernos.

Em 2019, um estudo revelou as coordenadas genômicas onde o DNA denisovano pode ser encontrado no genoma de indivíduos da Papua – isto é, os indígenas da Ilha da Nova Guiné – vivos hoje.

Isso nos levou a começar a investigar essas regiões, para entender os processos celulares e biológicos que podem ser afetados pelo DNA denisovano. Adotamos uma abordagem híbrida para essa questão, fazendo previsões computacionais primeiro e seguindo com experimentos de laboratório para validar nossas descobertas.

Além disso, aproveitamos o DNA neandertal conhecido dessas pessoas para destacar qualquer contribuição específica dos denisovanos. Isso nos deu uma compreensão mais integrada de como os encontros com esses parentes deixaram possíveis consequências biológicas e evolutivas nos humanos modernos.

Uma contribuição denisovana única

Observamos que variantes genéticas de papuas, denisovanos e neandertais ocasionalmente ocorrem em partes do genoma responsáveis ​​por modular os níveis de expressão de genes próximos.

No entanto, apenas as variantes denisovanas são consistentemente previstas para ocorrer e afetar elementos que controlam os níveis de expressão de genes relacionados ao sistema imunológico.

Portanto, essas diferentes fontes de DNA podem contribuir para a diversidade genética e fenotípica entre os papuas de maneiras diferentes.

Para validar nossas previsões, projetamos um experimento comparando cinco sequências denisovanas com sua contraparte humana moderna e testamos sua capacidade de realmente afetar os níveis de expressão gênica dentro de um tipo específico de célula imune conhecida como linfócito.

Em dois dos cinco casos, as variantes denisovanas tiveram um impacto mensuravelmente diferente nos níveis de expressão gênica do que sua contraparte humana moderna. E eles afetam genes conhecidos por serem importantes na resposta a micróbios infecciosos, incluindo vírus.

O fato de que os denisovanos, mas não os neandertais, parecem ter contribuído para o sistema imunológico dos papuas atuais também nos diz algo sobre esses povos antigos.

Embora pouco se saiba sobre a extensão da vida dos denisovanos na Ásia, isso sugere que seu sistema imunológico mudou para se adaptar às doenças infecciosas de seu ambiente.

Quando os humanos se mudaram há 60.000 anos, esses fragmentos de DNA provavelmente contribuíram para nosso sucesso na colonização desta parte do mundo.

Embora nosso estudo seja o primeiro a elucidar a contribuição do DNA denisovano dentro da diversidade genética humana moderna, ainda há questões interessantes a serem abordadas. Em particular, não está claro se as contribuições gerais das variantes genéticas denisovanas e neandertais diferem consistentemente umas das outras.

Também é importante observar que testamos variantes genéticas em células imunes em condições de repouso. Isso significa que a mesma ou outras variantes genéticas podem ter efeitos diferentes no meio ambiente – essa será uma questão importante para estudos futuros.