A descoberta da equipe emerge de uma investigação sobre regiões aceleradas em humanos (HARs) — trechos do genoma humano que apresentaram um nível extraordinariamente elevado de mutações durante a evolução. As HARs despertam grande interesse científico, pois acredita-se que desempenham um papel crucial na conferência de características específicas dos humanos, além de estarem associadas a distúrbios do neurodesenvolvimento, como o autismo.

Um motivo que leva os cientistas a crer que as HARs conferem características humanas específicas é o fato de terem sofrido mudanças rápidas em suas sequências genéticas desde que nos separamos de nosso parente mais próximo — o chimpanzé — há aproximadamente 5 milhões de anos.

Agora, pesquisadores da UC San Diego identificaram uma HAR em particular — chamada HAR123 — que parece ser fundamental na formação do cérebro humano.

Os pesquisadores descobriram:

• A HAR123 não é um gene, mas sim um tipo de “controle de volume” molecular conhecido como um potenciador transcricional. Esses potenciadores regulam quais genes são ativados, a intensidade com que são ativados e em que momentos durante o desenvolvimento de um organismo.
• Por meio de sua função como potenciador transcricional, a HAR123 estimula o desenvolvimento de células progenitoras neurais, que são as células que originam os dois principais tipos de células cerebrais — neurônios e células gliais.
• A HAR123 também afeta a proporção de neurônios e células gliais que se formam a partir das células progenitoras neurais.

Em última análise, a HAR123 promove uma característica avançada humana conhecida como flexibilidade cognitiva, ou a habilidade de desaprender e substituir conhecimentos anteriores.

Além de oferecer novas compreensões sobre a biologia do cérebro humano, os resultados também fornecem uma explicação molecular para algumas das mudanças drásticas que ocorreram no cérebro humano ao longo da nossa evolução. Isso é apoiado, por exemplo, pela descoberta dos autores de que a versão humana da HAR123 exerce efeitos moleculares e celulares diferentes daquela do chimpanzé, tanto em células-tronco quanto em células precursoras de neurônios em um ambiente de laboratório.

Pesquisas adicionais são necessárias para entender mais a fundo a ação molecular da HAR123 e se a versão humana dela realmente confere traços neurais específicos dos humanos. Essa linha de investigação pode nos levar a uma compreensão melhor dos mecanismos moleculares subjacentes a muitos distúrbios do neurodesenvolvimento, como o autismo.

O estudo, publicado online na Science Advances, foi conduzido por Miles Wilkinson, Ph.D., professor distinto, e Kun Tan, Ph.D., professor assistente, ambos do Departamento de Obstetrícia, Ginecologia e Ciências Reprodutivas da Escola de Medicina da UC San Diego. Wilkinson também é professor afiliado do Instituto de Medicina Genômica da UC San Diego. O estudo recebeu apoio, em parte, de subsídios dos Institutos Nacionais de Saúde e 10x Genomics. Os autores declaram não ter interesses concorrentes.