Algoritmo prevê metilação de DNA em espécimes antigos, fornecendo insights sobre a evolução humana
Pesquisa publicada na Nature Ecology & Evolution apresenta um novo método para inferir padrões de metilação de DNA em tecidos não esqueléticos de espécimes antigos, fornecendo novos insights sobre a evolução humana.
O DNA, que tem uma estrutura de dupla hélice, pode ter muitas mutações e variações genéticas. Crédito: NIH
Pesquisa publicada na Nature Ecology & Evolution apresenta um novo método para inferir padrões de metilação de DNA em tecidos não esqueléticos de espécimes antigos, fornecendo novos insights sobre a evolução humana. Como a metilação de DNA é um marcador-chave da expressão genética, este trabalho permite que cientistas explorem mudanças na atividade genética no cérebro e outros tecidos que normalmente estão ausentes do registro fóssil.
A equipe, liderada pelo aluno de doutorado Yoav Mathov sob a orientação do Prof. Liran Carmel e do Prof. Eran Meshorer no Departamento de Genética, Instituto de Ciências da Vida e do Edmond & Lily Safra Center for Brain Sciences (ELSC), aplicou seu método ao cérebro, oferecendo uma compreensão mais profunda dos processos evolutivos que moldaram o cérebro humano e as funções neurais. As descobertas podem transformar a maneira como estudamos a evolução de características complexas humanas.
Diferentemente de estudos anteriores que se concentraram no tecido esquelético — geralmente a única fonte de DNA humano antigo — esta nova abordagem utiliza padrões de desenvolvimento de metilação de DNA para inferir alterações esqueléticas na metilação de DNA que também seriam observadas em outros tecidos.
Ao treinar um algoritmo em dados de metilação de espécies vivas, a equipe alcançou até 92% de precisão na previsão da metilação do DNA em vários tecidos.
O algoritmo deles foi então aplicado a humanos antigos, revelando mais de 1.850 locais de metilação diferencial especificamente em neurônios do córtex pré-frontal. Muitos desses locais estão ligados a genes cruciais para o desenvolvimento do cérebro , incluindo a família do ponto de interrupção do neuroblastoma (NBPF), que há muito tempo é associada à evolução do cérebro humano.
"A capacidade de analisar padrões antigos de metilação de DNA além dos ossos nos dá uma janela para como os tecidos, especialmente as células cerebrais, evoluíram epigeneticamente ao longo do tempo", disse Mathov. "Isso pode levar a uma compreensão mais profunda das forças evolutivas que moldaram o cérebro humano e outros órgãos vitais."
Esta ferramenta inovadora expande os horizontes da biologia evolutiva e da antropologia, permitindo que cientistas investiguem mudanças epigenéticas específicas de tecidos que não são preservadas em fósseis.
O estudo abre caminho para novos insights sobre o papel das mudanças epigenéticas na evolução humana e no desenvolvimento de funções neurais complexas.
Mais informações: Inferindo metilação de DNA em tecidos não esqueléticos de espécimes antigos, Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02571-w . www.nature.com/articles/s41559-024-02571-w
Informações do periódico: Nature Ecology & Evolution