155 de noi gene
Un nou studiu a identificat 155 de noi gene din trecutul nostru evolutiv, iar unele se găsesc numai în genomul uman, find cunoscute ca „microgene”, născute din fragmente minuscule de AND, care însă au o mare influență asupra apariției anumitor boli și defecte de creștere (Cercetătorii au descoperit peste 150 de noi gene în ADN-ul uman (descopera.ro). Cei care participă în acest proiect s-au străduit să caute dovezi ale evoluției noastre, analizând bazele de date preexistente ale genelor funcționale și folosindu-le ca să lucreze în sens invers și să creeze arbori evolutivi care să urmărească mai multe grupuri de vertebrate. „Acest proiect a început în 2017, deoarece eram interesat de genele noi ale evoliției și voiam să înțeleg de unde provin aceste gene. (Proiectul a stagnat Timp de câțiva ani, până când un nou studiu publicat a avut niște date foarte interesante, care ne-au permis să începem această cercetare”, spune Nikolaos Vakirlis, cercetător la Centrul de Cercetare în Științe Biomedicale „Alexander Fleming” din Vari (Grecia).
Echipa a putut să identifice 155 de noi gene care s-au născut din fragmente ale ADN-ului uman. Două dintre aceste gene sunt destul de recente și unice pentru Oameni și arată că noi încă evoluăm. Abordarea i-a împins pe cercetători până la limita a ceea ce este detectabil prin înțelegerea existentă a geneticii, dar le-a permis să găsească dovezi ale trecutului nostru evolutiv. Culturile celulare au identificat 44 dintre cele 155 de gene care par să fie legate de defectele de creștere și alte trei gene cu indicatori ADN pentru boli precum distrofia musculară, retinita pigmentară și sindromul Alazami. Cercetătorii speră să găsească modalități prin care să testeze ceea ce au găsit deja și să descopere chiar mai mult în viitor: „Este convenabil ca aceste gene să fie ignorate, deoarece sunt greu de studiat, dar cred că se va recunoaște din ce în ce mai mult că trebuie să fie analizate și luate în considerare. Dacă avem dreptate în ceea ce credem că avem aici, există mult mai multe lucruri relevante din punct de vedere funcțional ascunse în genomul uman”, a declarat Aoife McLysaght, autor principal, cercetător la Colegiul Trinity din Dublin (Irlanda).
Cel mai vechi AND uman din insulele britanice
Primele date genetice provenite de la indivizi umani paleolitici din Marea Britanie – cel mai vechi ADN uman obținut până în 2022 din insulele britanice – indică prezența a două grupuri distincte care au migrat în Marea Britanie la sfârșitul ultimei ere glaciare (Vezi site-ul Ce dezvăluie cel mai vechi ADN uman descoperit vreodată în Marea Britanie? (descopera.ro), postat pe 30 octombrie 2022): studiul realizat de cercetătorii de la Institutul de Arheologie UCL, Muzeul de Istorie Naturală și Institutul Francis Crick a relevat pentru prima dată că recolonizarea Marii Britanii a constat în cel puțin două grupuri cu origini și culturi distincte. Echipa de studiu a analizat dovezile ADN de la un individ din Gough’s Cave, Somerset, și de la un individ din Kendrick’s Cave, North Wales, care au trăit amândoi în urmă cu mai mult de 13.500 de ani. În Marea Britanie există foarte puține schelete cu această vârstă, în total fiind găsite aproximativ o duzină de schelete în șase situri. Studiul, care a implicat datarea și analiza cu radiocarbon, precum și extragerea și secvențierea ADN, arată că este posibil să se obțină informații genetice utile din unele dintre cele mai vechi materiale scheletice umane din țară.
Autorii spun că aceste secvențe de genom reprezintă acum cel mai timpuriu capitol al istoriei genetice a Marii Britanii, dar ADN-ul și proteinele antice promit să ne ducă și mai departe în istoria umană. Cercetătorii au descoperit că ADN-ul individului din Gough’s Cave, care a murit în urmă cu aproximativ 15.000 de ani, indică faptul că strămoșii săi au făcut parte dintr-o migrație inițială în nord-vestul Europei în urmă cu cca 16.000 de ani; individul din Peștera lui Kendrick provine dintr-o perioadă din urmă cu cca 13.500 de ani, iar strămoșii săi provin dintr-un grup de vânători-culegători din estul Europei. Se crede că originile acestui grup provin din Orientul Apropiat, iar grupul a migrat în Marea Britanie în urmă cu aproximativ 14.000 de ani.
Autorii notează că aceste migrații au avut loc după ultima eră glaciară, când aproximativ două treimi din Marea Britanie era acoperită de ghețari; pe măsură ce clima s-a încălzit și ghețarii s-au topit, au avut loc schimbări ecologice și de mediu drastice, iar Oamenii au început să se mute înapoi în nordul Europei. Pe lângă aspectul genetic, s-a constatat că cele două grupuri erau distincte din punct de vedere cultural, cu diferențe în ceea ce privește ceea ce mâncau și modul în care își îngropau morții. Astfel, cercetătorii au descoperit că practicile mortuare ale celor două grupuri erau, de asemenea, diferite: deși la Peștera Kendrick au fost găsite oase de animale, acestea includeau obiecte de artă portabile, cum ar fi un maxilar de cal decorat. Nu au fost găsite oase de animale care să prezinte dovezi că au fost mâncate de Oameni, iar cercetătorii spun că acest lucru indică faptul că peștera a fost folosită ca loc de înmormântare de către Oamenii primitivi ai acelor vremuri. În schimb, oasele de animale și de Oameni găsite în Peștera Gough prezentau modificări umane semnificative, inclusiv cranii umane modificate în „cupe craniene”, despre care cercetătorii cred că sunt dovezi ale canibalismului ritualic.
Gena care ne face să mâncăm prea mult
O genă numită CREB-Regulated Transcription Coactivator 1 (CRTC1) este asociată cu obezitatea la Oameni (Cercetătorii studiază gena care ne face să mâncăm prea mult (descopera.ro)). Când CRTC1 este eliminată la șoareci, aceștia devin obezi, ceea ce indică faptul că funcționarea CRTC1 suprimă obezitatea. Cu toate acestea, deoarece CRTC1 este exprimată în toți neuronii din creier, neuronii specifici responsabili pentru suprimarea obezității și mecanismul prezent în acești neuroni sunt lucruri încă necunoscute. Pentru a înțelege gena care ne face să mâncăm prea mult și a elucida mecanismul prin care CRTC1 suprimă obezitatea, un grup de cercetare condus de profesorul Shigenobu Matsumura, de la Graduate School of Human Life and Ecology din cadrul Universitatății Metropolitane Osaka, din Japonia, s-a concentrat pe neuronii care exprimă receptorul melanocortin-4 (MC4R).
Cercetătorii au emis ipoteza că expresia CRTC1 în neuronii care exprimă MC4R a suprimat obezitatea, deoarece se știe că mutațiile din gena MC4R provoacă obezitate. În consecință, au creat o tulpină de șoareci care exprimă CRTC1 în mod normal, mai puțin în neuronii care exprimă MC4R, unde gena este blocată, pentru a examina efectul pe care pierderea CRTC1 din acești neuroni l-a avut asupra obezității și diabetului. Când au fost hrăniți cu o dietă standard, șoarecii fără CRTC1 în neuronii care exprimă MC4R, nu au prezentat modificări în greutatea corporală în comparație cu șoarecii martor; dar, atunci când șoarecii cu deficit de CRTC1 au fost crescuți cu o dietă bogată în grăsimi, au mâncat prea mult, apoi au devenit semnificativ mai obezi decât șoarecii de control și au dezvoltat diabet. „Acest studiu a dezvăluit rolul pe care îl are gena CRTC1 în creier și o parte a mecanismului care ne împiedică să consumăm alimente bogate în calorii, grase și zaharoase – sperăm că acest lucru va duce la o mai bună înțelegere a factorilor care îi determină pe Oameni să mănânce în exces”, a spus profesorul Matsumura.
Genele care induc sinuciderea
În SUA, o persoană se sinucide la fiecare 55 de minute (Patru gene feroce, vinovate de comportamentul suicidar la oameni (descopera.ro), postat pe 16 decembrie 2022). La nivel global, la fiecare 40 de secunde un Om își curmă viața. Noi cercetări arată cum comportamentul suicidar este influențat de câteva gene… Peste 800.000 de Oameni se sinucid în fiecare an… O persoană se sinucide nu din cauza unuia, ci a mai multor factori și pare să nu existe nici o modalitate de a afla dacă o persoană își va lua viața. Acest lucru este cauzat și de faptul că atunci când vorbim despre comportamentul suicidar sau de auto-vătămare, luăm în considerare doar factorii externi și rareori discutăm despre zestrea noastră genetică.
Un nou studiu a dezvăluit că tendința de sinucidere la Oameni nu este legată doar de factori sociali, psihologici, financiari și personali, ci, este legată și de zestrea genetică pe care o avem: o echipă de cercetători de la Centrul Medical al Universității Duke, din Durham, statul Carolina de Nord (SUA), a identificat patru gene care pot crește riscul de gânduri și acțiuni suicidare la un individ: „În Timp ce genele reprezintă o cantitate mică de risc în raport cu alți factori, trebuie să înțelegem mai bine căile biologice care stau la baza riscului unei persoane de a se angaja într-un comportament suicidar. Sinuciderea este a patra cauză de deces în rândul persoanelor cu vârste cuprinse între 15 și 29 de ani. Cu cât știm mai multe, cu atât putem preveni mai bine aceste morți tragice”, a spus Nathan Kimbrel, profesor de psihiatrie la Duke University și unul dintre autorii principali ai studiului care a încercat să explice semnificația acestor gene în evaluarea riscului de sinucidere.
Nathan Kimbrel și echipa sa nu au descoperit imediat genele care cresc tendința de suicid la Oameni, ci, au efectuat o analiză a genomului uman la scară largă și au colectat înregistrări genetice și medicale de la 633.778 de foști militari americani; după examinarea datelor, au identificat 121.211 de persoane care au demonstrat comportament sinucigaș în trecut.
Cercetătorii au efectuat o analiză genomică a probelor de sânge ale membrilor primului grup și au dat peste diverși factori genetici potențial legați de comportamentul de auto-vătămare: printre toți acești factori, au identificat patru gene care s-au dovedit a fi strâns legate de comportamentul de suicid la veterani – cele patru gene sunt: ESR1 (receptor de estrogen 1); DRD2 (receptor de dopamină D2); DCC (receptor de netrină 1) și TRAF3 (factor asociat receptorului TNF 3). DRD2 este asociat cu schimbări de dispoziție, abuz de alcool, ADHD și diverse alte comportamente riscante care cresc tendințele suicidare la un individ. ESR1, receptorul de estrogen este legat de factori precum depresia și tulburarea de stres post-traumatic. Gena DCC este legată de probleme psihologice, abuzul de substanțe și dezvoltare intelectuală afectată. Unul dintre cele mai frecvente comportamente suicidare este izolarea. Cercetătorii au descoperit că gena TRAF3 este responsabilă pentru comportamentul antisocial la subiecți. Aceasta provoacă probleme mintale cum ar fi tulburarea bipolară și AHDH. Deși aceste gene modelează comportamentele legate de sinucidere la Oameni, ele nu sunt în întregime responsabile pentru sinuciderea unei persoane și contribuie la factorii personali, sociali și externi care afectează viața unui individ: „Este important de reținut că aceste gene nu îi fac pe Oameni să fie predestinați pentru astfel de probleme, dar este important să înțelegem că ar putea exista riscuri sporite, în special atunci când sunt combinate cu evenimentele din viață”, a spus profesorul Kimbrel.
Multe studii anterioare au indicat faptul că persoanele care au un istoric de comportament suicidar în familiile lor sunt mai predispuse să se sinucidă; copiii ai căror părinți se sinucid sunt, de asemenea, expuși unui risc mai mare de a se implica în comportamente de auto-vătămare. Unii cercetători susțin că factorii genetici reprezintă 50% din comportamentul suicidar la Oameni, deși nu a fost identificată o formulă care să măsoare în mod clar măsura în care genele afectează tendințele suicidare la Oameni.
În afară de cele patru gene discutate, ar putea exista numeroși alți factori genetici responsabili pentru creșterea riscului de sinucidere la Om. De exemplu, în 2018, o echipă de cercetători de la Școala de Medicină a Universității din Salt Lake City, statul Utah (SUA) a identificat 207 gene care s-au dovedit a fi asociate cu comportamentul de auto-vătămare la Oameni. Nu putem controla factorii externi și situațiile din viața unei persoane, dar cunoașterea genelor legate de sinucidere ne-ar putea ajuta să anticipăm modul în care o persoană s-ar putea auto-vătăma în viitor. Cu cât știm mai multe despre aceste gene, cu atât suntem mai în măsură să înțelegem cauza principală a comportamentului de auto-vătămare. Poate că în viitor, cu inginerie genetică avansată, am putea preveni transferul factorilor genetici suicidari de la părinți la copii, dar pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să identificăm și să înțelegem acești factori.
O mutație genetică crește durata de viață
Un studiu, finanțat de Max Planck Institute din Munchen (Germania) a descoperit că procesarea eronată a Acidului ribonucleic (ARN) poate duce la o durată de viață mai lungă (Vezi site-ul Cercetătorii au descoperit o mutație care crește durata de viață (descopera.ro), postat pe 14 noiembrie 2022): ARN este un transmițător important de informații în celulele noastre și acționează drept „model” pentru producția de proteine. Atunci când ARN-ul proaspăt este procesat, intronii sunt eliminați pentru a produce ARN mesager (ARNm) matur pentru proteine. Această eliminare este cunoscută drept „matisare” („splicing” în limba engleză) și este controlată printr-un complex cunoscut drept „spliceosome”.
„Am descoperit o genă în viermi, numită PUF60, care este implicată în matisarea de ARN și care reglează durata de viață”, a explicat omul de știință Wenming Huang de la Societatea Max Planck, cel care a făcut descoperirea: aceste mutații genetice au rezultat în matisarea eronată și retenția de introni în anumiți ARN – drept rezultat, mai puține din proteinele corespunzătoare au fost produse din acest ARN; în mod surprinzător, viermii cu mutația genetică PUF60 au supraviețuit mai mult Timp decât viermii normali.
Cele mai afectate de această producție defectuoasă au fost niște proteine care joacă un rol în semnalele mTOR. Aceste semnale sunt un senzor important pentru disponibilitatea hranei și acționează ca un centru de control pentru metabolismul celular. A fost mult timp un subiect de interes pentru cercetători, fiind țintit pentru medicamente cu rol anti-îmbătrânire. Cercetătorii au reușit, de asemenea, să arate cum culturile celulare umane care au redus nivelurile de activitate PUF60 au dus la o activitate mai scăzută și pentru semnalele mTOR. „Noi credem că, prin modificarea intronilor din ARN, am descoperit un mecanism nou care reglează semnalele mTOR și longevitatea”, a spus Adam Antebi, directorul Max Planck, cel care a coordonat studiul: „În mod interesant, există pacienți umani cu mutații similare în gena PUF60, care au defecte de creștere și tulburări ale dezvoltării neurologice; în viitor, acești pacienți ar putea fi ajutați prin administrarea de medicamente care controlează activitatea mTOR. Desigur, avem nevoie de mai multe cercetări”, a adăugat Antebi.
Emilian M. Dobrescu / UZPR