Notícia

Estudo revela genes que diferenciam os humanos de outros primatas na capacidade cognitiva

Fonte

Universidade de Toronto

Data

quinta-feira, 7 dezembro 2023 16:00

Áreas

Bioinformática. Biologia. Fisiologia. Genética. Genoma. Neurociências.

Uma equipe internacional liderada por investigadores da Universidade de Toronto, no Canadá, descobriu mais de 100 genes que são comuns aos cérebros dos primatas, mas que sofreram divergência evolutiva apenas nos humanos – e que podem ser uma fonte da capacidade cognitiva única nos seres humanos.

Os pesquisadores, liderados pelo Dr. Jesse Gillis, professor do Centro de Pesquisa Celular e Biomolecular e do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Toronto, descobriram que os genes são expressos de maneira diferente no cérebro dos humanos em comparação com quatro parentes: chimpanzés, gorilas, macacos e saguis.

As descobertas, publicadas na revista científica Nature Ecology & Evolution, sugerem que a redução da pressão seletiva, ou a tolerância a mutações de perda de função, pode ter permitido que os genes assumissem uma capacidade cognitiva de nível superior. O estudo faz parte do Human Cell Atlas, uma iniciativa global para mapear todas as células humanas para melhor compreender a saúde e as doenças.

“Esta investigação contribui para a nossa compreensão das diferenças no cérebro entre humanos e outros primatas em nível celular, mas também resultou numa base de dados que pode ser usada para caracterizar melhor as semelhanças e diferenças genéticas entre primatas”, disse o professor Jesse Gillis.

A equipe criou um mapa cerebral para cada espécie de primata com base na análise unicelular, uma técnica relativamente nova que permite um sequenciamento genético mais específico do que os métodos padrão. Eles usaram um conjunto de dados da Brain Initiative Cell Census Network (BICCN) criado a partir de amostras retiradas do giro temporal médio do cérebro.

Ao todo, a equipe encontrou 139 genes que são comuns entre os grupos de primatas, mas altamente divergentes na sua expressão nos cérebros humanos. Estes genes exibiram uma capacidade mais forte de resistir a mutações sem afetar a sua função, sugerindo que podem ter evoluído sob uma pressão seletiva mais relaxada.

“Os genes que divergiram nos humanos devem ser tolerantes à mudança”, disse a Dra. Hamsini Suresh, primeira autora do estudo. “Isso se manifesta como tolerância a mutações de perda de função e parece permitir uma rápida mudança evolutiva no cérebro humano.”

A função cognitiva superior do ser humano pode ter resultado da evolução adaptativa das células cerebrais humanas a uma infinidade de mutações menos ameaçadoras ao longo do tempo. Também é importante notar que cerca de um quarto dos genes divergentes humanos identificados no estudo estão associados a vários distúrbios cerebrais.

Os genes divergentes identificados pelos investigadores são encontrados em 57 tipos de células cerebrais, agrupadas em neurônios inibitórios, neurônios excitatórios e não neurônios. Um quarto dos genes só foram expressos de forma diferente nas células neuronais, também conhecidas como substância cinzenta, e metade só foram expressos de forma diferente nas células gliais, que constituem a substância branca.

A substância cinzenta no cérebro consiste em neurônios, enquanto a substância branca consiste em outros tipos de células, incluindo aquelas responsáveis pela vasculatura e pela função imunológica.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Toronto (em inglês).

Fonte: Anika Hazra, Universidade de Toronto. Imagem: vecstock via Freepik (imagem gerada por inteligência artificial).

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