Există anumite regiuni ale ADN-ului pe care evoluția nu îndrăznește să le modifice. Mamiferele de pretutindeni au în comun o varietate de astfel de secvențe codificate care au rămas neatinse timp de milioane de ani.

Oamenii sunt o excepție ciudată de la acest club. Dintr-un motiv oarecare, particularități păstrate de mult timp de strămoșii noștri au fost brusc modificate într-o scurtă perioadă de timp evolutiv.

Deoarece suntem singura specie la care aceste regiuni au fost rescrise atât de rapid, ele sunt numite „regiuni accelerate umane" (sau HAR). Mai mult, oamenii de știință cred că cel puțin unele dintre ele ar putea sta la baza multor calități care îi diferențiază pe oameni de rudele lor apropiate, precum cimpanzeii și bonobo.

O echipă de cercetători a identificat aceste regiuni în urmă cu aproape două decenii, în timp ce a comparat genomurile umane cu cele ale cimpanzeilor.

Într-un nou studiu, echipa lui Pollard a descoperit că plierea 3D a ADN-ului uman în interiorul nucleului este un factor cheie în acest moment crucial pentru specia noastră.

Imaginați-vă o mostră de ADN de la ultimul nostru strămoș comun cu cimpanzeii ca o eșarfă lungă înfășurată în jurul gâtului, cu dungi de diferite culori care îi traversează țesătura pe toată lungimea sa.

Acum, imaginați-vă că cineva a încercat să facă exact aceeași eșarfă, dar nu a respectat întocmai modelul original. Unele dungi sunt mai înguste, altele mai late, iar unele prezintă culorile într-o ordine diferită față de original. Când înfășurați noua eșarfă în jurul gâtului în același mod ca și originalul, dungile care stau una lângă alta în buclă nu mai sunt aceleași.

Ca și în cazul acestui exemplu, o mare diferență între ADN-ul uman și cel al cimpanzeilor este structurală: bucăți mari din elementele constitutive ale ADN-ului au fost inserate, șterse sau rearanjate în genomul uman. Astfel, ADN-ul uman se pliază diferit în nucleu în comparație cu ADN-ul altor primate.

Echipa de cercetători a investigat dacă aceste modificări structurale ale ADN-ului uman și plierea sa modificată în 3D ar fi putut duce la „deturnarea" anumitor gene, legându-le de gene care codifică proteine diferite de cele la care au existat inițial.

Multe gene din cadrul acestor regiuni umane sunt legate de alte gene, acționând ca potențatori (ceea ce înseamnă că acestea sporesc transcrierea genei/genelor legate).

„Amplificatorii pot avea un impact asupra activității oricărei gene care ajunge în apropiere, care poate varia în funcție de modul în care este pliat ADN-ul", a declarat Pollard.

Într-un studiu publicat la începutul acestui an, echipa de cercetători a creat un model care sugerează că variațiile rapide care apar în regiunile accelerate la primii oameni se opuneau adesea una alteia, transformând activitatea într-un fel de reglaj genetic fin - un model susținut de noua lor cercetare.

Pentru cel mai recent studiu al lor, echipa a comparat genomurile a 241 de specii de mamifere, folosind învățarea automată pentru a face față unei cantități mari de date.

Aceștia au identificat 312 regiuni accelerate specifice oamenilor și au examinat unde se află acestea în „vecinătățile" 3D ale ADN-ului pliat. Aproape 30 la sută dintre regiuni se aflau în zonele de ADN în care variațiile structurale au făcut ca genomul să se plieze diferit la om în comparație cu alte primate.

Echipa a descoperit, de asemenea, că vecinătățile care conțin regiuni accelerate erau bogate în gene care diferențiază oamenii de rudele noastre cele mai apropiate, cimpanzeii.

Multe dintre aceste regiuni joacă un rol în dezvoltarea embrionară, în special în formarea căilor neuronale asociate cu inteligența, cititul, abilitățile sociale, memoria, atenția și concentrarea - trăsături despre care știm că sunt net diferite la oameni față de alte animale.

Deocamdată cercetătorii nu înțeleg exact cum anume aceste modificări au influențat aspecte specifice ale dezvoltării creierului nostru și cum au devenit parte integrantă din ADN-ul speciei noastre. Însă cercetările de până acum arată cât de unică - și imprevizibilă - este cu adevărat evoluția creierului uman.

__________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: