Por que os ratos têm cérebros menores?


A regra geral da evolução dos mamíferos é o aumento do cérebro. No entanto, não há regras sem exceções: em alguns grupos de animais, o cérebro diminuiu uma segunda vez. Por exemplo, macacos de nariz largo (ou macacos do Novo Mundo) e roedores têm cérebros menores do que as formas ancestrais. Ou seja, se restaurarmos a história evolutiva de camundongos, ratos etc., seu cérebro deveria ser maior do que é agora – mas na verdade é menor, e tão menor que seu córtex cerebral é liso, sem sulcos e convoluções.

Se entendermos por que os cérebros de alguns animais diminuíram uma segunda vez, isso ajudará a esclarecer outra questão: por que os cérebros aumentaram nos mamíferos. Estamos falando aqui de mecanismos genéticos moleculares que se mostraram sensíveis à seleção natural, que favoreceu indivíduos mais “inteligentes”. Um cérebro maior significa que ele tem mais células e, se tiver mais células, as células-tronco que dão origem ao cérebro são especialmente ativas durante o desenvolvimento embrionário. A divisão das células-tronco e sua transformação em células especializadas de um determinado tecido depende de certos sinais moleculares. Essas cadeias de sinalização são conhecidas e, neste caso, você pode procurar o que as impede de funcionar no cérebro em desenvolvimento de roedores.

Pesquisadores do Alto Conselho Espanhol de Pesquisa Científica escrevem em Avanços da ciênciaque o cérebro em camundongos diminuiu na evolução porque a molécula reguladora MIR3607 parou de funcionar neles. Este é um dos RNAs microrreguladores (miRNAs) – este é o nome dado a pequenas moléculas de RNA que não codificam nenhuma proteína, mas que, em vez disso, podem se ligar a outros grandes RNAs codificadores de proteínas, tornando-os silenciosos. O silenciamento neste caso significa que as máquinas de síntese de proteínas não podem operar no RNA “proteico” ao qual o microRNA se ligou; a proteína não é sintetizada e o próprio RNA grande decai rapidamente.

O microRNA MIR3607 é codificado no DNA, e seu gene é muito conservado entre os mamíferos: as sequências do MIR3607 em macacos, humanos, furões e camundongos diferem pouco umas das outras. MIR3607 regula a cadeia de sinal que faz com que o córtex cerebral cresça durante o desenvolvimento embrionário. No entanto, embora os camundongos tenham o MIR3607, ele não funciona para eles, ou seja, seu gene é inativo, o MIR3607 não aparece nas células. Mas se o gene MIR3607 for ativado artificialmente em um embrião de camundongo, haverá mais células-tronco em seu cérebro, que no futuro deverão produzir neurônios maduros. A mesma coisa acontece com o organoide do cérebro humano – um complexo microscópico de células que crescem em um meio nutriente, formando um fragmento do cérebro. Se o MIR3607 foi adicionalmente ativado no organoide, as células-tronco nele se dividiram mais fortemente.

Obviamente, o miRNA MIR3607 não permite a síntese de alguma proteína que suprime a atividade das células-tronco. Por alguma razão, no curso da evolução, os roedores precisaram encolher seus cérebros, e o MIR3607 desligou completamente para eles (as razões, a propósito, podem ser diferentes; por exemplo, o cérebro humano também encolheu um pouco – como é acredita, devido a uma vida social desenvolvida). É provável que o MIR3607 também esteja associado ao encolhimento do cérebro em macacos de nariz largo, embora isso ainda precise ser testado.

Os mecanismos que controlam o tamanho do cérebro em animais são estudados há muito tempo, e já está claro que seu tamanho depende de muitos genes. No entanto, na maioria dos casos, esses estudos concentram-se principalmente em genes “proteicos” – ou seja, aqueles que codificam proteínas que regulam a atividade de outros genes e proteínas. No caso do MIR3607, fica claro que não se deve negligenciar os genes “não proteicos” que codificam as moléculas de RNA de serviço, apesar de o papel de tais RNAs na célula, como está ficando cada vez mais claro nos últimos tempos, ser extremamente ampla.


Source: Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru.

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