A descoberta da equipe vem da investigação de regiões aceleradas por humanos (HARs) — seções do genoma humano que acumulam um nível incomum de mutações à medida que os humanos evoluíram. Há um grande interesse científico nas HARs, pois elas são hipotetizadas como desempenhando um papel essencial na conferência de características específicas dos humanos e também estão ligadas a distúrbios do neurodesenvolvimento, como o autismo.

Uma das razões pelas quais os cientistas acreditam que as HARs conferem características específicas dos humanos é porque elas passaram por mudanças rápidas em suas sequências genéticas desde que nos separamos de nosso parente vivo mais próximo — o chimpanzé — há aproximadamente 5 milhões de anos.

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

Os pesquisadores descobriram:

• A HAR123 em si não é um gene, mas sim um tipo de “controle de volume” molecular conhecido como potenciador transcricional. Potenciadores transcricionais controlam quais genes são ativados, quão intensamente são ativados e em quais momentos são ativados durante o desenvolvimento de um organismo.
• Através de seu papel como potenciador transcricional, a HAR123 promove o desenvolvimento de células progenitoras neurais, as células que dão origem aos dois principais tipos de células do cérebro — neurônios e células gliais.
• A HAR123 também influencia a proporção de neurônios e células gliais que se formam a partir das células progenitoras neurais.

Em última análise, a HAR123 promove uma característica humana particularmente avançada chamada flexibilidade cognitiva, ou a capacidade de desaprender e substituir conhecimentos anteriores.

Além de fornecer novas percepções sobre a biologia do cérebro humano, os resultados também oferecem uma explicação molecular para algumas das mudanças radicais que ocorreram no cérebro humano ao longo de nossa evolução. Isso é apoiado, por exemplo, pela descoberta dos autores de que a versão humana da HAR123 exerce efeitos moleculares e celulares diferentes da versão do chimpanzé tanto em células-tronco quanto em células precursoras neuronais em um prato de cultura.

Mais pesquisas são necessárias para entender mais completamente a ação molecular da HAR123 e se a versão humana de HAR123 realmente confere características neurais específicas dos humanos. Essa linha de pesquisa pode nos levar a uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes a muitos distúrbios do neurodesenvolvimento, como o autismo.

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