(ScienceDaily, 6 de Maio de 2010)
Rendimentos Do Genoma Neanderthal Se Faz Presente Na Evolução Do Homem, Evidenciando Uma Mestiçagem Com O Homem Moderno.
Após a extração de DNA antigo de ossos de neanderthals de 40.000 anos, cientistas obtiveram um esboço da sequência do genoma neanderthal, gerando uma importante compreensão da evolução do homem moderno.
Entre as descobertas, publicadas edição de 7 de maio da Science, está provado que logo após o homem moderno ter migrado da África, alguns deles cruzaram com neanderthals deixando fragmentos de DNA neanderthal dispersos pelos genomas dos atuais homens não-africanos.
“Nós agora podemos dizer que, com todas as probabilidades, houve fluxo genético de neanderthals para humanos modernos”, segundo o primeiro autor da publicação, Richard E. Green, da University of California, em Santa Cruz.
Green, agora um professor assistente de engenharia biomolecular na Baskin School of Engeneering na UC Santa Cruz, começou trabalhando no genoma neanderthal como pesquisa do seu pós-doutorado no Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, em Leipzig, Alemanha. Svante Pääbo, diretor do institute's genetics department, conduz o Projeto Genoma Neanderthal, o qual envolve um consórcio internacional de pesquisadores. David Reich, um geneticista de populações do Broad Institute of MIT e Harvard, também desempenhou um papel de liderança no novo estudo e na investigação do Genoma Neanderthal em andamento.
“A sequência do genoma Neanderthal nos permite a começar a definir todas aquelas características em nosso genoma, onde diferenciamos de todos os organismos do planeta, incluindo nossos próximos parentes evolucionários, os neanderthals”, Pääbo fala.
Os pesquisadores identificaram um catálogo de características genéticas únicas dos humanos modernos comparando com genomas de neanderthals, humanos e chimpanzés. Genes envolvidos no desenvolvimento cognitivo, estrutura óssea, metabolismo energético e morfologia e fisiologia da pele estão entre aqueles destaques no estudo, assim como é provável que tenham modificações importantes na recente evolução humana.
“Com essa publicação, estamos apenas riscando a superfície”, fala Green. “O genoma neanderthal é uma mina de ouro de informações sobre a recente evolução humana, e será posta em uso nesses anos futuros”.
Os neanderthals viveram em grande parte da Europa e Ásia ocidental, antes de desaparecerem há 30.000 anos atrás. Eles coexistiram com humanos na Europa por milhares de anos, e evidências fósseis levaram alguns cientistas a especular que o cruzamento deve ter ocorrido por lá. Porém, o sinal de DNA neanderthal apareceu não só em genomas europeus, mas também em pessoas da Ásia oriental e Papua Nova Guiné, onde neanderthals sequer existiram.
“O cenário é agora como a maioria das pessoas idealizou”, afirma Green. “Nós descobrimos marcas genéticas de neanderthals em todos os genomas de não-africanos, significando que a mistura ocorreu recentemente, provavelmente no Oriente Médio, e é partilhada com todos os descendentes de humanos recentes que migraram da África”.
O estudo não chamou a atenção da importância funcional da descoberta de que entre 1 à 4% do genoma de não-africanos é derivado de neanderthals. Porém, Green afirma que não há evidências de que alguma coisa geneticamente importante veio dos neanderthals. “O indício está escassamente distribuído através do genoma, apenas umas “migalhas de pão” indicam o que ocorreu no passado”, ele diz. “Se havia algo que se utilizou como vantagem, nós provavelmente já teríamos descoberto através da comparação com genomas humanos”.
O esboço da sequência do genoma neanderthal é composta por mais de 3 bilhões de nucleotídeos – as “letras” do código genético (A, C, T, e G) que são encaixadas juntas no DNA. A sequência foi derivada da extração do DNA de 3 ossos de neanderthals descobertos na caverna Vindiga, na Croácia; pequenas quantidades dos dados da sequência também foram obtidos de outros 3 ossos de outros sítios. Dois dos ossos de Vindiga puderam ser datados através de técnicas com carbono, e datavam entre 38.000 à 40.000 anos de idade.
Derivar a sequência do genoma – que representa o código genético em todos os cromossomos do organismo – de um DNA ancestral é uma notável proeza científica. Os ossos neanderthals não estavam bem preservados, e mais de 95% do DNA extraído deles vieram de bactérias e de outros organismos que colonizaram os ossos. O DNA mesmo encontrava-se degradado em pequenos fragmentos e haviam sido quimicamente modificado em vários pontos.
Os pesquisadores tiveram que desenvolver métodos especiais para extrair o DNA neanderthal e assegurar que o mesmo não estava contaminado com DNA humano. Eles usaram novas tecnologias de seqüenciamento para obter os dados da sequência diretamente do DNA extraído, sem amplificá-lo primeiro. Embora os cientistas genéticos gostem de seqüenciar um genoma pelo menos 4 ou 5 vezes para garantir uma precisão, a maioria do genoma neanderthal foi datado apenas 1 ou 2 vezes até agora.
O projeto do seqüenciamento neanderthal é provavelmente cheio de erros, afirma Green, porém, tendo os genomas de humanos e chimpanzés para comparação, o torna extremamente útil, apesar das limitações. Em locais onde os humanos diferem dos chimpanzés, enquanto os neanderthals ainda possuem a sequêcia ancestral destes animais, pode representar traços genéticos humanos exclusivos. Tais comparações habilitaram os pesquisadores a catalogar as mudanças genéticas que se tornaram fixas ou passaram a ter uma alta freqüência em humanos modernos durante o passar de poucos 100.000 anos.
“Isso lança luz em um tempo crítico na evolução humana, desde que divergimos dos neanderthals”, afirma Green, “Quais mudanças adaptativas ocorreram nos passados 300.000 anos que nos tornamos humanos modernos por completo? Isso é o que eu acho mais excitante. Exatamente agora nós ainda estamos na etapa da identificação de candidatos para um estudo mais aprofundado.”
Acredita-se que as linhagens ancestrais de humanos e chimpanzés divergiram a cerca de 5 a 6 milhões de anos atrás. Pela análise do genoma neanderthal e dos genomas os humanos atuais, Green e seus colegas estimaram que a população ancestral de neanderthals e humanos modernos se separaram entre 270.000 a 440.000 anos atrás.
As evidências para o mais recente fluxo gênico entre neanderthals e humanos vieram de análises que mostram que neanderthals estão mais intimamente relacionados com alguns seres humanos de hoje do que para com outros. Os pesquisadores voltaram suas atenções para locais onde a sequência de DNA é conhecida por variar entre indivíduos por uma simples letra. Comparando diferentes indivíduos com neanderthals, eles se perguntaram com qual frequência a sequência neanderthal se iguala à aquela de diferentes humanos.
A freqüência da semelhança neanderthal seria a mesma para toda a população humana se o fluxo gênico entre humanos e neanderthals tivesse parado antes da população humana começar a desenvolver diferenças genéticas. Mas não foi isso que o estudo encontrou. Analisando um conjunto diversificado de humanos modernos – incluindo indivíduos da África o Sul, África Ocidental, Papua Nova Guiné, China e Europa ocidental – os pesquisadores descobriram que a frequência das similaridades neanderthals é maior para os não-africanos do que para os africanos.
De acordo com Green, mesmo um número pequeno de instâncias de cruzamento poderia gerar estes resultados. Os pesquisadores estimaram que o fluxo gênico de neanderthals para humanos ocorreu entre 50.000 e 80.000 anos atrás. A melhor explicação é que a mistura ocorreu quando os novos humanos deixaram a África e encontraram neanderthals pela primeira vez.
“Como essas pessoas teriam interagido culturalmente não é algo que possamos especular de forma significativa. Mas saber que houve fluxo gênico é importante, e é fascinante pensar que pode ter acontecido”, afirma Green.
Os pesquisadores não foram capazes de encontrar uma outra alternativa que explicasse suas descobertas. Nesse cenário, o sinal que eles detectaram poderia representar uma subestrutura genética ancestral que existiu na África, assim como que a população ancestral de não-africanos atual estava mais próxima dos neanderthals do que a população de africanos atuais. “Pensamos que não é o caso, mas não podemos descartar a idéia”, afirma Green.
Os pesquisadores esperam que várias novas descobertas possam emergir de futuras investigações do genoma neanderthal e de outras sequências genéticas antigas. O grupo de Pääbo recentemente achou evidências prévias de um desconhecido tipo de hominídeo após analisar DNA extraído do que eles achavam ser um osso de um dedo neanderthal achado na Sibéria. Green também está tomando parte da continuação desta investigação.
**
Adaptação e tradução livre do artigo:
University of California - Santa Cruz (2010, May 6). Neanderthal genome yields insights into human evolution and evidence of interbreeding with modern humans. . Acessado em 08/06/10, disponível em ScienceDaily, http://www.sciencedaily.com /releases/2010/05/100506141549.htm
----------------------------------------------------------------------------------------
*OBS: "Deus escreve certo por linhas tortas", como afirmou meu colega biólogo Hélio.
