Os seres humanos, chimpanzés e macacos rhesus compartilham boa parte de seu DNA mas não dos mecanismos que os regulam
Desde a década de 70, quando se tornava clara a enorme similaridade entre os genes dos chimpanzés e seres humanos, muitos pesquisadores passaram investigar outras fontes para as diferenças fenotípicas entre estas duas linhagens de primatas. Mary Clarke King e Allan Wilson em um conhecido artigo de 1975 propuseram que as diferenças teriam como base não os genes em si, mas a forma com que eles eram expressos e regulados diferencialmente, portanto, com as diferenças na composição nucleotídica concentrando-se em regiões não codificadoras, isto é, que não estivessem diretamente envolvidas com a especificação das sequências polipeptídicas em si, mas sim as regiões dos genomas associadas a sua expressão, como elementos promotores, sequências reforçadoras etc, conhecidas coletivamente por elementos cis-regulatórios.
Várias evidências continuam apontado para a importância deste tipo de mutações regulatórias e agora, em uma conferência da The American Socety of HumanGenetics em 2012, o professor de genética humana da Universidade de Chicago, Yoav Gilad, relatou que até 40% das diferenças nos padrões de expressão ou de atividade dos genes entre os seres humanos, chimpanzés e macacos rhesus podem ser explicadas pelos mecanismos de regulação que determinam se e como as sequências de um gene que especificarão uma proteína serão transcritas para moléculas de RNA mensageiro (mRNA). Estes novos resultados são extremamente importantes pois, além de nos aproximarem de uma compreensão maior sobre a evolução de nossa linhagem, indicando o que, ao nível molecular, nos diferencia dos demais primatas, também podem lançar luz na saúde humana ao nos darem uma compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes a nossa suscetibilidade a várias doenças. Como afirma Gilad:
“Através de comparações entre espécies aos níveis das seqüência de DNA e os níveis de expressão, esperamos identificar a base genética de características humanas específicas e em particular as variações genéticas subjacentes à maior suscetibilidade a determinadas doenças, como a malária e o câncer em seres humanos do que em primatas não humanos ”
O grupo de Gilad vêm estudado a expressão de genes em células linfoblastóides que são linhagens de células imortalizadas derivadas de células brancas do sangue de oito seres humanos, oito chimpanzés, e oito macacos rhesus. Ao analisarem estas células, os pesquisadores descobriram que os padrões de expressão gênicos distintos das três espécies podem ser explicados por mudanças correspondentes nos mecanismos regulatórios genéticos e epigenéticos que determinam quando e como a informação codificante será transcrita em um molécula de mRNA. Estes estudos também revelaram que certas modificações epigenéticas envolvendo as historna - proteínas que se associam ao DNA para formar a cromatina e que estão ligadas a condensação desta estrutura e que assim controlam a acessibilidade do DNA a transcrição gênica - também difere, nas três espécies.
“Esses dados nos permitiram identificar tanto sequências reforçadoras e repressoras e elementos de regulação conservados como espécie-específicos, bem como caracterizar as semelhanças e diferenças entre espécies na ligação de fatores de transcrição a estes elementos de regulação,”
Entre as regiões regulatórias mais semelhantes nas três espécies estão as sequências promotoras dos genes que são aquelas através das quais a transcrição de um gene em particular é iniciada. Os resultados do laboratório Gilad revelaram que, em todas as três espécies, a ligação a fatores de transcrição e as modificações nas histonas eram idênticas em mais de 67% dos segmentos de DNA das regiões promotoras envolvidos na regulação gênica.
Estes resultados juntam-se a muitos outros que nos revelam uma perspectiva mais ampla do que nos faz humanos e ao mesmo tempo de como somos semelhantes em vários aspectos aos demais primatas.
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Literatura Recomendada:
King MC, Wilson AC. Evolution at two levels in humans and chimpanzees. Science. 1975 Apr 11;188(4184):107-16. Review. PubMed PMID: 1090005.
Gilad, Y., Pai,A., Pique-Regi, R., Cain, C., Degner, J., Lewellen, N., K. Michelini, N., Pritchard, J.[The University of Chicago, Human Genetics, Chicago, IL]. Genome-wide comparison of genetic and epigenetic regulatory mechanisms in primates. ASHG 2012 meeting, 2012. [Link]
Grande abraço,
Rodrigo