Em um estudo publicado em 28 de fevereiro na revista Nature, pesquisadores revelaram uma mutação genética que contribuiu para a perda evolutiva de caudas nos ancestrais de humanos e grandes primatas, distinguindo-os de seus parentes macacos com cauda. Essa descoberta lança luz sobre uma transformação fisiológica significativa que ocorreu aproximadamente há 25 milhões de anos.
O foco do estudo é uma mutação encontrada no gene TBXT, que desempenha um papel crucial no desenvolvimento de caudas entre os animais que as possuem. Bo Xia, autor principal do estudo, iniciou essa pesquisa após uma lesão pessoal no cóccix, o que despertou seu interesse nas origens evolutivas dessa parte da anatomia humana. Xia, que conduziu essa pesquisa como estudante de pós-graduação na Universidade de Nova York e atualmente é investigador principal no Instituto Broad, trouxe uma nova perspectiva para as bases genéticas da perda de cauda.
Itai Yanai, diretor científico dos Laboratórios de Bioinformática Aplicada na Saúde Langone da NYU e autor sênior do estudo, elogiou a abordagem inovadora de Xia, afirmando: “Bo é realmente um gênio porque ele olhou para algo que milhares de pessoas, pelo menos, devem ter olhado antes — mas ele viu algo diferente.”
Os pesquisadores identificaram dois elementos Alu dentro do gene TBXT que estão presentes em grandes primatas, incluindo humanos, mas ausentes em macacos. Os elementos Alu são sequências de DNA repetitivas únicas para primatas, capazes de se mover dentro do genoma e afetar a função do gene. Esses elementos foram encontrados não nas regiões codificadoras de proteínas do gene (éxons), mas em íntrons, sequências que antes se pensava serem “matéria escura” não funcional do genoma.
A presença desses elementos Alu nos íntrons do gene TBXT leva a um processo único quando o RNA do gene está sendo produzido. A natureza repetitiva das sequências Alu faz com que elas se unam, resultando na remoção de um éxon inteiro durante o splicing do RNA. Essa alteração muda a estrutura e o código da proteína resultante, o que se acredita contribuir para a ausência de uma cauda.
Jef Boeke, diretor do Instituto de Genética de Sistemas na Saúde Langone da NYU e outro autor sênior do estudo, destacou a importância dessa descoberta. “Fizemos muitas outras análises de outros genes implicados no comprimento ou na morfologia da cauda. E, claro, existem diferenças, mas isso foi como um raio,” comentou Boeke. Ele enfatizou o padrão único de conservação dessas sequências de DNA não codificadoras entre os primatas e sua completa ausência em macacos.
O estudo também explorou o fenômeno do splicing alternativo, um mecanismo pelo qual diferentes proteínas podem ser produzidas a partir do mesmo gene. Esse processo é mais complexo em humanos e grandes primatas, que podem produzir várias versões da proteína TBXT, ao contrário de camundongos, que produzem apenas uma. Os pesquisadores propõem que essa diversidade na produção de proteínas é um fator chave na perda evolutiva de caudas.
Kirk Lohmueller, professor de ecologia e biologia evolutiva e de genética humana na Universidade da Califórnia, Los Angeles, que não estava envolvido no estudo, comentou sobre as implicações mais amplas dessas descobertas. “Mutações como essa muitas vezes foram consideradas de consequência limitada na evolução. Aqui, os autores mostram que tal mutação teve um impacto profundo em nossa espécie,” declarou Lohmueller, sugerindo que mutações complexas semelhantes podem ter desempenhado papéis significativos na evolução humana.
A equipe de pesquisa ampliou sua investigação introduzindo os mesmos elementos Alu em camundongos, o que levou à perda de caudas nos camundongos. Essa evidência experimental apoia a teoria de que essas mutações genéticas foram instrumentais no processo evolutivo que levou à perda de caudas nos ancestrais humanos.
O estudo também aborda as vantagens evolutivas da perda de cauda, que se hipotetiza ter facilitado o desenvolvimento do bipedalismo em humanos. Yanai elaborou sobre a importância dessa adaptação, “Agora estamos andando sobre dois pés. E evoluímos um grande cérebro e manuseamos tecnologia. Tudo isso por causa de um elemento egoísta que pulou para o íntron de um gene. Isso é espantoso para mim.”
No entanto, o estudo também nota uma consequência não intencional dessa mutação genética. Os camundongos sem caudas exibiram uma incidência maior de espinha bífida, um defeito do tubo neural. Esse achado sugere uma ligação entre a mutação do gene TBXT, a perda de cauda e o risco de certos distúrbios de desenvolvimento em humanos, onde a espinha bífida ocorre em aproximadamente 1 em 1.000 nascimentos.
A descoberta de elementos Alu influenciando o splicing alternativo no gene TBXT não apenas fornece insights sobre um momento crucial na evolução humana, mas também abre novos caminhos para a pesquisa genômica. Boeke antecipa que estudos futuros revelarão mais instâncias de proteínas alternativamente splicadas impulsionadas por mecanismos genéticos semelhantes, aprofundando nosso entendimento das mudanças evolutivas nas características humanas.
