Um legado viral no genoma pode ter contribuído para a evolução do cérebro humano
AVANÇOS CIENTÍFICOS EM FOCO
Fabiana C. V. Giusti, PhD; Sara Tolouei, PhD e João B. Calixto, PhD
10/29/20262 min read
Breve introdução
O cérebro humano apresenta diferenças importantes em tamanho, organização e capacidades cognitivas em relação ao cérebro dos chimpanzés, embora as duas espécies compartilhem mais de 96% das sequências de seus genes codificadores de proteínas. Parte dessas diferenças pode estar relacionada a alterações em regiões não codificadoras do genoma, capazes de regular a expressão gênica. Nesse contexto, pesquisadores investigaram como inserções de retrovírus endógenos podem ter contribuído para a divergência evolutiva entre humanos e chimpanzés.
O que os pesquisadores demonstraram
Em estudo publicado na revista Science Advances, Patricia Gerdes e colaboradores investigaram inserções do retrovírus endógeno PTERV1 no genoma de chimpanzés, utilizando células-tronco pluripotentes induzidas e organoides neurais de humanos e chimpanzés.
Os pesquisadores identificaram 158 inserções de PTERV1 no genoma dos chimpanzés, praticamente todas associadas a elevados níveis de metilação do DNA. Essas inserções estão relacionadas à formação de regiões de heterocromatina, potencialmente capazes de modificar a expressão de genes próximos.
Uma inserção específica, localizada no cromossomo 19, foi associada ao silenciamento do gene não codificador LINC00662 em chimpanzés. Esse gene, que codifica um RNA longo não codificador, é expresso durante o desenvolvimento cerebral humano. A remoção da inserção viral por meio da técnica de edição genética CRISPR-Cas9 restaurou a expressão de LINC00662 em células de chimpanzés, fornecendo evidências de uma relação causal entre a inserção retroviral e o silenciamento desse gene.
Os pesquisadores também demonstraram que o RNA LINC00662 está localizado predominantemente no citoplasma e interage com proteínas envolvidas na organização do citoesqueleto e no crescimento de prolongamentos neuronais. O silenciamento experimental desse RNA provocou alterações em características associadas à maturação neuronal e ao desenvolvimento de axônios e dendritos em organoides neurais. Esses efeitos foram particularmente evidentes em estágios mais avançados de diferenciação neuronal.
Conclusões e perspectivas
Os resultados identificam um mecanismo pelo qual infecções retrovirais antigas podem ter deixado marcas duradouras na regulação da expressão gênica, contribuindo potencialmente para a divergência evolutiva entre os cérebros humano e de chimpanzé.
O estudo destaca a importância dos RNAs não codificadores e dos mecanismos epigenéticos na evolução cerebral, além de ampliar a compreensão sobre o papel de elementos virais incorporados ao genoma na regulação de processos relacionados ao neurodesenvolvimento.
Entretanto, estudos adicionais são necessários para esclarecer os mecanismos moleculares envolvidos e determinar em que medida essas alterações contribuem para as diferenças estruturais e funcionais observadas entre os cérebros das duas espécies.
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