Pesquisa brasileira determina padrão genético relacionado à evolução do genoma humano

Um estudo realizado exclusivamente por pesquisadores brasileiros do Instituto Sírio-Libanês de Ensino e Pesquisa (IEP/HSL) e da Universidade de São Paulo (USP), publicado pela revista “Nature Communications” nesta segunda-feira (25/04, dá mais um importante passo para o entendimento sobre como o genoma humano e de outros primatas adquiriu novas regiões relacionadas com características únicas presentes neste grupo de organismos.

As informações genéticas responsáveis pelas características que tornam as espécies parecidas ou diferentes entre si (evolução biológica), como a presença de pêlos, tamanho do cérebro ou complexidade celular, estão contidas no genoma (DNA). A manifestação dessas características ocorre através da atividade (expressão) de porções específicas do genoma – os genes. Esses genes podem codificar para as tão conhecidas proteínas, como a queratina das unhas e cabelo, ou dar origem a moléculas de RNAs reguladores, que desempenham inúmeras funções dentro das células.

Os pesquisadores Gustavo S. França, Maria D. Vibranovski e Pedro Galante analisaram a origem e a atividade de uma classe de aproximadamente dois mil genes conhecidos como micro-RNAs, que atuam basicamente como RNAs reguladores da atividade de milhares de outros genes. Neste estudo, os autores identificaram um padrão genético que pode estar relacionado com a complexa regulação da atividade gênica nas células e tecidos humanos e de outros primatas.

Através de análises de bioinformática, os pesquisadores utilizaram um vasto conjunto de informações biológicas para determinar a presença, localização e a atividade dos micro-RNAs em genomas de peixes, aves, mamíferos, roedores e primatas. Com isso, foi possível verificar a partir de qual período na evolução destes organismos alguns micro-RNAs se tornaram mais frequentes.

“Sabíamos que aproximadamente 60% dos micro-RNAs humanos compartilham a mesma localização genômica com genes codificadores de proteínas. O que buscamos foi entender quais os mecanismos que levaram esses micro-RNAs sobrepostos a outros genes a se tornarem tão frequentes e capazes de se perpetuarem ao longo do tempo”, afirma a pesquisadora Maria Vibranovski, do Instituto de Biociências da USP.

“Verificamos que particularmente os primatas possuem uma quantidade muito maior de micro-RNAs sobrepostos a outros genes em comparação com as demais espécies. Além disso, vimos que há uma forte tendência para que esses micro-RNAs sejam mantidos dentro de genes muito antigos. Dessa forma, os micro-RNAs se ‘aproveitam’ de uma região consolidada do ponto de vista evolutivo e conseguem ser expressos em um número maior de tecidos em relação àqueles que não surgiram dentro de genes, por exemplo”, esclarece Pedro Galante, coordenador do Laboratório de Bioinformática do Instituto Sírio-Libanês de Ensino e Pesquisa.

“Isso explicaria o porquê dessa classe de micro-RNAs ter se tornado tão comum e possivelmente vantajosa durante a evolução dos primatas”, diz Gustavo França, cuja pesquisa foi tema da sua tese de Doutorado defendida recentemente no Instituto de Química da USP.

“Propomos que essas diferenças proporcionam uma regulação da atividade gênica mais complexa, especialmente em células que constituem o nosso sistema nervoso”, acrescentam os pesquisadores. Uma evidência disso é que muitos dos micro-RNAs que surgiram especificamente em primatas, como o homem, apresentam maior atividade no cérebro.

Os processos vitais são extremamente complexos e dependem de uma série de interações entre a informação contida no DNA e o ambiente celular. Entender como os genes atuam individualmente e em conjunto para dar as características que compõem toda a diversidade biológica é um desafio notável. “Neste contexto, pretendemos, agora, estabelecer de maneira mais precisa a contribuição funcional desses micro-RNAs para o surgimento de determinadas características nas espécies estudadas”, concluem os autores.