Mais rápido nem sempre é melhor, especialmente quando se trata de cérebros em crescimento.
Quando as células neurais se dividem, elas duplicam seu DNA e as cordas moleculares arrastam uma cópia para cada célula filha. Apressar o processo pode causar contratempos genéticos, seja deixando para trás pedaços de DNA ou arrastando muitas cópias para uma célula. De acordo com um novo estudo, depois de divergir dos neandertais, os humanos desenvolveram três mutações únicas de proteínas que retardam a divisão celular durante o desenvolvimento do cérebro. O ritmo constante, dizem os autores, evita erros cromossômicos.
“As evidências […] sugerem que a função cerebral nos neandertais pode ter sido mais afetada por erros cromossômicos do que a dos humanos modernos”, diz o coautor Wieland Huttner, do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Genética Molecular em um Comunicado de imprensa.
Desde que nos separamos dos neandertais, nossa espécie desenvolveu 100 mudanças em nossos aminoácidos – os blocos de construção das proteínas – que quase todos nós compartilhamos. Seis dessas mudanças afetam a maquinaria de divisão celular. Os pesquisadores testaram se essas meia dúzia de mutações retardavam o processo e evitavam erros.
Para “humanizar” cérebros de camundongos em desenvolvimento, os pesquisadores os editaram geneticamente para nossa versão de genes. Então, para testar um cérebro ancestral, eles criaram um organoide semelhante ao cérebro cultivado a partir de cultura de células humanas e editado em versões de genes neandertais. Se a hipótese deles estivesse certa, os cérebros de camundongos semelhantes aos humanos deveriam desacelerar a divisão celular, enquanto o cérebro humano artificial ancestral deveria acelerá-la.
Ambas as previsões se confirmaram. Camundongos humanizados tiveram períodos de metáfase mais lentos – o ponto na divisão quando os cromossomos se alinham no centro de uma célula em divisão. Camundongos normais passaram 4,6 minutos em metáfase, mas os humanizados passaram 5,8 minutos. Enquanto isso, genes ancestrais aceleraram a metáfase nos cérebros humanos artificiais de 9,2 para sete minutos.
O ritmo lento reduz erros na separação de cromossomos. As células herdaram o número incorreto de cromossomos com metade da frequência em camundongos humanizados em comparação com os normais. Eles também fizeram isso duas vezes mais em organoides ancestrais em comparação com os regulares.
A separação falha de cromossomos pode afetar a saúde humana, especialmente durante o desenvolvimento inicial. Os protoneurônios se duplicam rapidamente e as células aberrantes passam suas contagens incorretas de cromossomos para a progênie à medida que proliferam. Abaixo da linha, uma célula defeituosa poderia super ou subprodução de proteínas, aumentar o risco de câncer ou estourar e morrer.
Nossos cérebros, então, parecem protegidos de forma única contra a divisão celular errônea em comparação com nossos parentes mais próximos. Isso provavelmente afeta como nossos neurônios se desenvolvem e se organizam, dizem os autores. Mas se isso contribui para as habilidades cognitivas que nos tornam exclusivamente humanos permanece desconhecido.
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