p As duplicações de grandes segmentos de DNA não codificador no genoma humano podem ter contribuído para o surgimento de diferenças entre humanos e primatas não humanos, de acordo com os resultados apresentados na Reunião Anual da Sociedade Americana de Genética Humana (ASHG) 2017 em Orlando, Flórida. Identificando essas duplicações, que incluem sequências regulatórias, e seus efeitos nas características e no comportamento podem ajudar os cientistas a explicar as contribuições genéticas para as doenças humanas. p Paulina Carmona-Mora, PhD, quem apresentou o trabalho; Megan Dennis, PhD; e seus colegas da Universidade da Califórnia, Davis, estudar a história de duplicações específicas de humanos (HSDs), segmentos de DNA maiores que 1, 000 pares de bases que se repetem em humanos, mas não em primatas ou outros animais. Neste estudo, eles se concentraram em regiões HSD que não codificam para genes, mas, em vez disso, regulam a expressão de outros genes.

p "O que é especial sobre esses elementos reguladores é que eles têm a propensão de impactar a expressão de genes próximos no mesmo cromossomo, bem como em outras partes do genoma, "disse o Dr. Dennis." Isso significa que uma duplicação pode afetar muitos genes, amplificando seu impacto. "

p Como os segmentos duplicados são mais de 98% idênticos, é difícil distinguir entre eles, Dr. Dennis explicou. Como resultado, eles foram descartados em muitas análises genômicas anteriores. Por esta razão, os pesquisadores começaram criando um novo genoma de referência humano que incluía os segmentos duplicados. Isso permitiu que eles identificassem áreas susceptíveis de conter intensificadores, que são elementos reguladores que aumentam a expressão de outros genes, e avaliar seu efeito na expressão gênica em órgãos e tipos de tecido.

p Por exemplo, duplicação do segmento SRGAP2, que aconteceu cerca de três milhões de anos atrás, pode estar associada a vários traços neurológicos específicos para humanos, como um córtex pré-frontal maior no cérebro e sinapses mais eficientes, ou conexões entre células cerebrais. Surpreendentemente, quando SRGAP2C específico para humanos foi expresso em embriões de camundongos de laboratório, os ratos tiveram resultados semelhantes. Além de SRGAP2, muitos dos genes contidos nos HSDs examinados estavam associados ao desenvolvimento neurológico, e alguns também podem ter implicações para a resposta imunológica.

p "Nossos resultados apontam para diferenças entre humanos e primatas, e dar uma dica sobre o que nos torna únicos como humanos, "disse o Dr. Dennis. Além disso, uma vez que muitas das regiões genômicas sujeitas à duplicação estavam relacionadas a características neurológicas, este trabalho pode sugerir caminhos futuros para os cientistas que buscam explicar os mecanismos genéticos por trás das doenças neurológicas, como o autismo, epilepsia, e esquizofrenia.

p Os pesquisadores estão atualmente validando as regiões potencializadoras candidatas que encontraram, comparando os níveis de expressão gênica entre os tipos de tecido. Eles também estão avaliando os efeitos da introdução de uma duplicação na estrutura e função de segmentos próximos. Finalmente, eles estão medindo as diferenças entre os segmentos originais (ancestrais) e as versões duplicadas que aparecem nas gerações posteriores, como mudanças de sequência desde a duplicação e efeitos potenciais na função.

p "Temos a tendência de pensar no DNA como uma sequência linear, mas esses resultados nos lembram o quão dinâmico é, "disse o Dr. Carmona-Mora." É emocionante ver que não apenas a duplicação de genes desempenha um papel na evolução humana, mas talvez a duplicação de elementos regulatórios sim, também - mesmo aqueles fora das regiões esperadas. "