A perda funcional de um gene mudou uma pessoa

Dois a três milhões de anos atrás, a perda funcional de um gene causou uma série de mudanças significativas no que viria a ser a espécie humana moderna, mudando tudo, desde as taxas de fertilidade e aumentando o risco de câncer ao comer carne vermelha.

Em um novo artigo publicado na edição de 12 de setembro da revista Proceedings of the Royal Society B, pesquisadores da Escola de Medicina da Califórnia de San Diego da Universidade da Califórnia relatam estudos de camundongos projetados para não ter o mesmo gene, chamados CMAH, e suas descobertas, que mostram por que os humanos se tornaram um dos melhores corredores de longa distância do reino animal.

Na mesma época em que ocorreu a mutação CMAH, os ancestrais humanos estavam fazendo a transição de áreas de floresta para a vida, principalmente nas savanas áridas da África. Naquela época, eles já estavam andando eretos, os corpos e as habilidades desses primeiros hominídeos estavam se desenvolvendo dramaticamente, em particular, grandes mudanças ocorreram na biomecânica e fisiologia do esqueleto, o que levou a pernas longas e elásticas, pés grandes, poderosos músculos glúteos e uma extenso sistema de glândulas sudoríparas capaz de dissipar o calor com muito mais eficiência do que outros grandes mamíferos.

Essas mudanças, dizem os cientistas, contribuíram para a capacidade dos humanos de correr longas distâncias relativamente incansáveis, permitindo que nossos ancestrais caçassem no meio do dia, quando outros carnívoros estavam descansando e perseguissem suas presas até a exaustão - uma técnica chamada caça persistente .

Nós descobrimos esta primeira diferença genética clara entre os humanos e nossos parentes evolutivos vivos mais próximos, os chimpanzés, há mais de 20 anos ”, disse o autor sênior do estudo Ajit Varki, M.D., professor emérito de medicina.

Dado o tempo aproximado de mutação e seu efeito na fertilidade em um modelo de camundongo com a mesma mutação, Ajit Varki e Pascal Ganet, Ph.D., professor de antropologia e patologia, começaram a investigar como uma diferença genética pode ter contribuído para o surgimento do Homo, um gênero que inclui o moderno Homo sapiens e espécies extintas como o Homo habilis e o Homo erectus.

As descobertas dos cientistas sugerem que a perda de CMAH contribuiu para uma melhora na capacidade dos músculos esqueléticos de usar o oxigênio. E, se traduzido em humanos, a perda de CMAH pode ter fornecido aos primeiros hominídeos uma vantagem seletiva em sua transição da vida nas árvores para os caçadores-coletores a céu aberto.

Quando o gene CMAH sofreu mutação no gênero Homo há dois a três milhões de anos, talvez em resposta às pressões evolutivas causadas por um patógeno antigo, ele mudou a maneira como os hominídeos subsequentes e os humanos modernos usaram ácidos siálicos, uma família de moléculas de açúcar que revestem as superfícies das células onde atuam como pontos de contato vitais para interação com outras células e com o meio ambiente.

A mutação causa a perda de ácido siálico, denominado ácido N-glicolilneuramínico (Neu5Gc), e o acúmulo de seu precursor, denominado ácido N-acetilneuramínico ou Neu5Ac, que difere em apenas um átomo de oxigênio.

Essa diferença aparentemente insignificante afeta quase todos os tipos de células do corpo humano - e tem se mostrado bastante benéfica. Os cientistas relacionaram a perda do gene CMAH e dos ácidos siálicos não apenas à melhora da mobilidade de longo alcance, mas também à melhora da imunidade inata nos primeiros hominídeos. Os ácidos siálicos também podem ser um biomarcador para o risco de câncer.

Por outro lado, alguns ácidos siálicos estão associados a um risco aumentado de diabetes tipo 2 e podem contribuir para um risco aumentado de câncer associado ao consumo de carne vermelha.

Eles são uma espada de dois gumes ”, disse Ajit Varki. Um gene perdido resultou em uma pequena mudança molecular que parece ter alterado profundamente a biologia humana e as habilidades que remontam às nossas origens.