As células do cérebro humano cometeram menos erros genéticos do que os neandertais
Apesar do fato de ambas as espécies compartilharem um neocórtex igualmente grande, os cientistas ainda têm muitas dúvidas sobre o quanto a função de seus cérebros se assemelha ao nosso.
- Os cérebros dos neandertais, uma espécie que se acredita ter vivido ao lado dos humanos por centenas de anos, eram quase tão grandes quanto os nossos.
- Ainda assim, os pesquisadores não têm certeza de como seus cérebros funcionavam de maneira semelhante ao nosso.
- Um estudo publicado recentemente revela que vários aminoácidos no cérebro humano – que só surgiram depois que os humanos se separaram dos neandertais – tornam nossos cromossomos muito menos propensos a erros à medida que se separam em pares idênticos.
Embora tenham desaparecido há cerca de 40.000 anos, os neandertais já foram um dos nossos parentes evolutivos mais próximos. Antes de se separarem de nossos próprios ancestrais, em qualquer lugar entre 300.000 e 800.000 anos atrás, o ancestral comum de ambas as espécies passou por mudanças evolutivas dramáticas, particularmente em uma parte do cérebro chamada neocórtex.
Exclusivo dos mamíferos, o neocórtex está envolvido em muitas das funções mais complexas do cérebro, ajudando-nos a perceber ricas informações sensoriais do nosso entorno, enquanto nos permite planejar, controlar e executar movimentos coordenados.
Nos ancestrais dos neandertais e dos humanos, um aumento dramático no tamanho do neocórtex provavelmente abriu caminho para muitas das capacidades neurológicas avançadas que nos separam do resto do reino animal – incluindo uma consciência espacial aprimorada, que nos permite imaginar mudanças em nosso entorno. Essas mudanças provavelmente desempenharam um papel crucial no desenvolvimento da linguagem, que transformou nossa capacidade de nos comunicarmos uns com os outros e foi fundamental para o surgimento de sociedades complexas.
Depois de se separar do homo sapiens, os neandertais se espalharam por grande parte da África, Europa e Ásia, vivendo ao lado dos humanos modernos durante grande parte de nossa história. Mas, apesar do fato de ambas as espécies compartilharem um neocórtex igualmente grande, ainda temos muitas dúvidas sobre o quanto a função de seus cérebros se assemelha ao nosso, ou até que ponto eles desenvolveram sua própria linguagem, cultura e tecnologia.
Troca de aminoácidos
Em um estudo recente, uma equipe de pesquisadores na Alemanha adicionou uma nova peça a esse quebra-cabeça evolutivo. A pesquisa se concentrou nas diferenças entre os aminoácidos transportados pelos neandertais e pelos humanos modernos. Como os blocos de construção molecular das proteínas, os aminoácidos dominam grande parte da bioquímica que ocorre em nossos corpos.
Inscreva-se para receber histórias contra-intuitivas, surpreendentes e impactantes entregues em sua caixa de entrada todas as quintas-feirasDepois que o homo sapiens se separou dos neandertais, cerca de 100 aminoácidos foram trocados por outros grupos moleculares – uma substituição que não ocorreu em nossos primos evolutivos. Essas mudanças alteraram profundamente as estruturas das proteínas transportadas por nossos ancestrais. Até agora, no entanto, seu significado biológico iludiu amplamente os pesquisadores.
Uma equipe liderada por Felipe Mora-Bermúdez, do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular, descobriu agora novas pistas. Os pesquisadores estavam particularmente interessados em seis substituições de aminoácidos, que afetaram três das proteínas conhecidas por desempenhar papéis-chave em um processo chamado “segregação cromossômica”.
À medida que as células se dividem, a segregação cromossômica replica a informação genética que elas carregam. Idealmente, o processo produz um novo par de cromossomos idênticos, que são assumidos por um par de células recém-formadas. As três proteínas estudadas pela equipe são produzidas em abundância pela divisão de células-tronco no neocórtex em desenvolvimento, que então se transformam nos neurônios que transmitem e transmitem sinais elétricos por todo o cérebro.
Para examinar os efeitos dos seis aminoácidos substituídos, a equipe de Mora-Bermúdez os introduziu no cérebro de camundongos, imitando a troca que ocorreu em nossos ancestrais. Com essas alterações, os pesquisadores descobriram que ocorreram menos erros nos neocórtices dos camundongos durante a segregação cromossômica.
Quando esses erros ocorrem, eles podem levar a pares de cromossomos com informações genéticas diferentes, muitas vezes aumentando o risco de doenças como câncer, ao mesmo tempo em que aumentam a ocorrência de condições genéticas, como a síndrome de Down. Mais fundamentalmente, a equipe sugere que um número maior de erros pode ter consequências importantes para as próprias maneiras pelas quais o neocórtex funciona.
A equipe de Mora-Bermúdez também explorou o caso oposto usando organoides, que são versões em miniatura e simplificadas de órgãos. Estes podem ser cultivados em laboratório a partir de apenas algumas células de tecido e depois se organizarem em culturas 3D. Nesta parte do estudo, os pesquisadores substituíram os seis aminoácidos em organoides cultivados a partir de células cerebrais humanas por aqueles encontrados em neandertais. Nesses organoides alterados, os pesquisadores mediram taxas semelhantes de erros de segregação cromossômica aos organoides cultivados a partir de células cerebrais de chimpanzés: nossos parentes evolutivos vivos mais próximos.
Entendendo nosso cérebro
Esses resultados começam a pintar uma imagem mais clara das principais mudanças que ocorreram nos cérebros de nossos ancestrais. À medida que evoluíram ao lado dos neandertais, os primeiros humanos teriam começado a competir com sua capacidade de reter informações genéticas, e provavelmente experimentaram menos desafios associados à segregação cromossômica defeituosa.
Por enquanto, ainda não está completamente claro o quão fortemente as diferenças entre os neandertais e os humanos modernos foram afetadas pelas estruturas alteradas de suas proteínas do neocórtex. Mesmo assim, as descobertas reunidas pela equipe de Mora-Bermúdez apresentam um próximo passo promissor para resolver esse mistério.
Compartilhar:
