Pesquisadores do Center for Regenerative Therapies Dresden e da TUD Dresden University of Technology identificaram quase 600 sequências de DNA reguladoras mais ativas em células-tronco neurais humanas do que em células comparáveis de chimpanzés e gorilas. As descobertas oferecem uma explicação para como o neocórtex humano produz uma população maior de neurônios, apesar da grande semelhança entre os genomas codificadores dos grandes primatas.
A equipe cultivou organoides cerebrais tridimensionais a partir de células-tronco pluripotentes induzidas obtidas de humanos, chimpanzés e gorilas. Esses modelos permitiram aos pesquisadores examinar o desenvolvimento neural inicial, uma etapa que não pode ser estudada diretamente utilizando tecido cerebral embrionário protegido de grandes primatas.
O estudo concentrou-se na glia radial basal, células progenitoras neurais que contribuem para o desenvolvimento do neocórtex. Em vez de encontrar muitos genes codificadores de proteínas exclusivamente humanos, os pesquisadores observaram diferenças na atividade de genes compartilhados. As sequências de DNA identificadas atuam como intensificadores, regulando a intensidade com que os genes são expressos nas células-tronco neurais humanas.
Muitos dos genes afetados estão envolvidos no citoesqueleto e na estrutura celular. Sua atividade aumentada promove extensões longas e ramificadas nas células-tronco neurais. Essas extensões podem permitir que as células progenitoras recebam mais sinais do ambiente celular ao seu redor, ajudando-as a continuar capazes de se dividir e adiando a diferenciação prematura.
Os pesquisadores testaram esse mecanismo reduzindo a atividade de dois genes regulados por interruptores, FAM107A e CNGA3, em organoides cerebrais humanos. As células-tronco neurais tornaram-se menos ramificadas e apresentaram proliferação reduzida, produzindo, em última análise, menos neurônios. Os resultados relacionam a morfologia das células à sua capacidade de sustentar a neurogênese.
O estudo apoia a ideia de que a evolução do cérebro humano envolveu mudanças na regulação genética, e não a invenção completa de novos genes. Nessa perspectiva, humanos e outros grandes primatas utilizam, em grande parte, a mesma maquinaria biológica, mas os elementos reguladores ajustam essa maquinaria de maneira diferente durante o desenvolvimento.
A pesquisa foi publicada na Nature Communications sob o título “Human-specific morphoregulatory signatures in basal radial glia characterise neocortex evolution.”
Fontes: Neuroscience News.