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Provável rosto dos Denisovanos e mais um gene deles na nossa espécie foram revelados


Dois estudos publicados esta semana trouxeram mais dois avanços no entendimento dos nossos primos evolutivos, os Denisovanos, e a relação dessa espécie com os humanos modernos (Homo sapiens). O primeiro estudo, publicado no periódico da Cell (1), construiu a provável imagem aproximada da anatomia de um Denisovano, a partir dos padrões de metilação do DNA extraído de um fóssil da espécie. Já o segundo estudo, publicado na Nature Immunology (2) revelou uma variante de genes que herdamos dos Denisovanos com propriedades imunológicas e adaptativas, e que provavelmente sofreu seleção positiva.

> Para saber mais sobre os Denisovanos, acesse: Denisovanos e a suruba inter-espécies na Ásia

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FACE REVELADA

Devido ao fato de só termos encontrado fragmentos ósseos dos Denisovanos, incluindo ossos dos dedos e dentes (o maior fragmento foi da parte da mandíbula inferior), até hoje não temos uma imagem e modelos anatômicos minimamente completos dessa espécie. Nesse sentido, para contornar as limitações, pesquisadores da Universidade Hebraica de Jerusalém resolveram usar o material genético extraído do fragmento fóssil (falange) de um jovem indivíduo Denisovano (fêmea) - encontrado na Caverna Denisova, Sibéria - para predizer as características anatômicas do espécime. Ao invés de analisarem sequências de DNA, os pesquisadores acumularam informações a partir de padrões de atividade genética determinados por vias epigenéticas (3). Em específico, foram usados padrões de metilação, os quais representam modificações químicas com grupos metila (-CH3) que influenciam na atividade genética sem mudar as sequências/letras (A, G, C e T).

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(3) Para saber mais sobre o tema, acesse: Epigenética, Plasticidade Fenotípica e Evolução Biológica

Inicialmente, os pesquisadores compararam os padrões de metilação entre os três grupos de homininis evolutivamente próximos entre si (Homo sapiens, Homo neanderthalensis e Denisovanos) para encontrar regiões no genoma que eram diferencialmente metiladas. Em seguida, foi feita uma busca por evidências sobre o que essas diferenças podem significar para as características anatômicas, baseando-se no que se sabe sobre desordens humanas nas quais os mesmos genes visados perdem suas funções originais. Isso permite uma razoável previsão de como as estruturas esqueléticas irão se comportar dependendo das variações genéticas (fêmur mais ou menos longo, maxilares mais ou menos robustos, formato do crânio, etc.).

Para testar o método na prática, os pesquisadores primeiro aplicaram a análise desenvolvida em duas espécies de hominídeos cujas características anatômicas são bem conhecidas: Neandertais e chimpanzés. Eles encontraram que mais de 85% da reconstrução teórica batia com a anatomia desses primatas, acuradamente prevendo quais traços divergiram e em qual direção eles divergiram.

Então, quando a mesma análise foi efetuada no espécime de Denisovano, os pesquisadores conseguiram reconstruir o primeiro perfil anatômico dessa espécie (apesar de ser limitado a um indivíduo, o que pode não ser a real média de traços anatômicos a nível populacional). A reconstrução fortemente sugere que os Denisovanos provavelmente compartilhavam traços de Neandertais (como um rosto alongado e uma larga pélvis); em outros traços eles eram mais similares à nossa espécie; outros traços eram únicos (arcada dentária mais longa e expansão lateral craniana). No geral, os pesquisadores identificaram 56 características anatômicas nas quais os Denisovanos diferiam dos humanos modernos e/ou dos Neandertais, 34 delas no crânio.



Aliás, um estudo recente (4) descrevendo a primeira porção de uma mandíbula já encontrada de um Denisovano também corroborou a reconstrução teórica. Isso abre caminho para a reconstrução anatômica de diversas espécies extintas mas que deixaram poucos vestígios fósseis, ou até mesmo de indivíduos humanos, históricos ou não, que apenas deixaram vestígios genéticos.

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(4) Para saber mais, acesse: Denisovanos e a suruba inter-espécies na Ásia

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HERANÇA ADAPTATIVA

As evidências até o momento sugerem que os Denisovanos divergiram dos Neandertais há 390-440 mil anos e da nossa espécie entre 520 milhões e 630 milhões de anos atrás. Na Ásia, os humanos modernos hibridizaram extensivamente com vários grupos de Denisovanos (4), e hoje até 6% do DNA dos Melanésios e de Aborígenes Australianos derivam dessa espécie. Boa parte da população Asiática, da Oceania e de Nativos Americanos carregam genes desses humanos arcaicos, e alguns haplótipos Denisovanos podem ter conferido aos humanos modernos vantagens adaptativas para altas altitudes, climas frios e outros possíveis fenótipos benéficos.

Nesse sentido, um estudo publicado na Cell mostrou que os humanos modernos adquiriram um alelo (variante de um gene) dos Denisovanos que aumenta uma série de reações imunes e respostas inflamatórias - incluindo reações que protegem os humanos de microrganismos causadores de doenças, ou seja, trazendo um benefício evolucionário para o sistema imune humano. O gene no caso é o TNFAIP3, o qual codifica uma proteína chamada de A20, que ajuda a "acalmar" o sistema imune ao reduzir as reações imunes a moléculas e a microrganismos externos.

Analisando bancos de dados de instituições de saúde, os pesquisadores analisaram os genomas de famílias da Australásia nas quais pelo menos uma criança apresentava um severo e anormal quadro de uma condição autoimune ou inflamatória. Quatro famílias separadas tinham a mesma variante de DNA no gene TNFAIP3, onde existia a mudança de um aminoácido na proteína A20 de uma isoleucina para uma leucina (I207L). No entanto, apenas a presença dessa variante não era suficiente para causar doenças inflamatórias. Assim, os pesquisadores extraíram células imunes de amostras de sangue colhidas dessas famílias e, após testes laboratoriais, descobriram que, em cultura celular, as células imunes produziam uma resposta inflamatória mais forte do que células imunes de outros indivíduos.

A variante I207L carregada pelas quatro famílias (todas localizadas em Sydney, Austrália), estava ausente da maior das populações, mas era comum em populações indígenas no leste da Linha Wallace, uma profunda trincheira oceânica passando entre Bali e Lombok e separando a fauna Asiática do oeste da fauna Australiana até o leste. No geral, a variante I207L mostrou-se comum em pessoas ao longo da Oceania, incluindo pessoas com ancestralidade indígena Australiana, Melanésia, Maori e Polinésia

O fato que essa rara versão do gene estava enriquecida nessas populações, e estava associada com assinaturas genéticas de seleção positiva, significa que tal alelo foi benéfico para a saúde humana. Somando-se a isso, o alelo também estava presente no DNA da jovem Denisovana explorada no estudo anterior, mas ausente nos Neandertais. Esse fato unido com a atual localização geográfica do alelo mostra que essa variante genética foi entregue para a nossa espécie via introgressão (hibridização).

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Introduzindo esse alelo em ratos, os pesquisadores encontraram que esses roedores mostraram reações imunes mais fortes e resistiram mais à infecção de uma letal cepa patogênica do vírus Coxsackie. A variante mostrou responder também à temperatura, induzindo um aumento de temperatura corporal para mudar a forma de resposta a diferentes patógenos.

Os pesquisadores também exploraram dois outros alelos desse gene. O I325N, associado aos ratos, mostrou trazer benefícios imunológicos. Já o raro alelo humano C243Y codificando uma proteína A20 com 95% de perda de fosforilação, mostrou causar doença inflamatória espontânea em humanos e em ratos.


(1) Publicação do estudo: Cell

(2) Publicação do estudo: Nature

Provável rosto dos Denisovanos e mais um gene deles na nossa espécie foram revelados Provável rosto dos Denisovanos e mais um gene deles na nossa espécie foram revelados Reviewed by Saber Atualizado on setembro 20, 2019 Rating: 5

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