Cientistas Brasileiros recriam cérebro de Neandertal em laboratório

Dr. Alysson R. Muotri, Ph.D., brasileiro, Professor da faculdade de Medicina e diretor do Programa de Células-tronco da Universidade da Califórnia, recriou organoides cerebrais, ou mini-cérebros, contendo material genético de Neandertais na tentativa de compreender como surgiu a capacidade cognitiva distinta de nossa espécie. O trabalho, aceito e publicado na revista Science, em fevereiro deste ano “Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment” por Cleber A Trujillo e colaboradores.

O grupo comparou o genoma dos Neandertais e Denisovans com os de humanos modernos, e notaram diversas diferenças. Certas regiões do genoma ainda existem na população de hoje, enquanto outros fragmentos foram eliminados pela seleção natural, possivelmente por causa de alguma desvantagem adaptativa, seja na saúde, fertilidade, aparência ou cognição.

No aspecto da expressão gênica durante o neurodesenvolvimento, foram encontradas alterações significativas entre os mini-cérebros “arquealizados” e os humanos. A nível celular, as alterações foram ainda mais claras: alterações no padrão migratórios das células progenitoras levou a formação de estruturas globulares distintas no mini-cérebros carregando as variantes arcaicas. Essas alterações celulares e moleculares tiveram um impacto na formação das redes neurais: a atividade neuronal foi significativamente alterada em mini-cérebros com as variantes ancestrais.

Os resultados com os organoides cerebrais podem revelar detalhes sobre a capacidade cognitiva que resultou no sucesso da espécie humana moderna e fracasso evolutivo dos Neandertais. Um grande passo para responder uma das perguntas mais fundamentais da história humana.

A variante arcaica de NOVA1 em organóides corticais afeta os perfis de atividade da rede celular, molecular e neural. Durante a evolução humana, os humanos modernos adquiriram uma substituição de nucleotídeo específica no domínio de ligação do RNA de NOVA1. Usando a tecnologia de edição de genoma, a versão arcaica de NOVA1 foi introduzida em iPSCs humanos e diferenciada em organoides cerebrais. As mudanças podem ser observadas em diferentes níveis, desde proliferação alterada, expressão gênica diferente e perfis de splicing até sinapses glutamatérgicas modificadas e conectividade de rede neuronal. NOVA1I200, gene NOVA1 contendo a variante arcaica de isoleucina. NOVA1V200, gene NOVA1 contendo variante humana de valina; NOVA1Ar / Ar, linha celular humana com reintrodução homozigótica da variante arcaica NOVA1; NOVA1Hu / Hu, linha celular humana com a variante humana NOVA1. Figura retirada do paper “Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment” por Cleber A Trujillo e colaboradores, 2021.

Fonte:

Trujillo CA, Rice ES, Schaefer NK, Chaim IA, Wheeler EC, Madrigal AA, Buchanan J, Preissl S, Wang A, Negraes PD, Szeto RA, Herai RH, Huseynov A, Ferraz MSA, Borges FS, Kihara AH, Byrne A, Marin M, Vollmers C, Brooks AN, Lautz JD, Semendeferi K, Shapiro B, Yeo GW, Smith SEP, Green RE, Muotri AR. Reintroduction of the archaic variant of NOVA1 in cortical organoids alters neurodevelopment. Science. 2021 Feb 12;371(6530):eaax2537. doi: 10.1126/science.aax2537. PMID: 33574182.

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