Um genoma por si são écomo uma receita sem chef - cheia de informações importantes, mas que precisa de interpretação. Portanto, embora tenhamos sequenciado os genomas de nossos parentes extintos mais pra³ximos - os neandertais e os denisovanos - ainda existem muitas inca³gnitas sobre como as diferenças em nossos genomas realmente levam a diferenças nas caracteri­sticas físicas.

"Quando estamos olhando para genomas arcaicos, não temos todas as camadas e marcas que normalmente temos em amostras de indivíduos atuais que nos ajudam a interpretar a regulação do genoma, como RNA ou estrutura celular ", disse David Gokhman. , um pa³s-doutorado em biologia na Universidade de Stanford.

"Temos apenas a sequaªncia de DNA nua e tudo o que podemos realmente fazer éolhar para ela e torcer para que um dia possamos entender o que isso significa", disse ele.

Motivados por tais esperanças, uma equipe de pesquisadores de Stanford e da Universidade da Califa³rnia, San Francisco (UCSF), desenvolveu um novo manãtodo para colher mais informações dos genomas de humanos arcaicos para revelar potencialmente as consequaªncias físicas das diferenças gena´micas entre nose eles.

Seu trabalho, publicado em 22 de abril na eLife , enfocou sequaªncias relacionadas a  expressão gaªnica - o processo pelo qual os genes são ativados ou silenciados, que determina quando, como e onde as instruções do DNA são seguidas. A expressão gaªnica tende a ser o detalhe genanãtico que determina as diferenças físicas entre grupos intimamente relacionados.

Comea§ando com 14.042 variantes genanãticas exclusivas dos humanos modernos, os pesquisadores descobriram 407 que contribuem especificamente para as diferenças na expressão gaªnica entre humanos modernos e arcaicos. Em uma análise posterior, eles determinaram que as diferenças estavam mais provavelmente associadas ao trato vocal e ao cerebelo, que éa parte do nosso cérebro que recebe informações sensoriais e controla o movimento volunta¡rio, incluindo caminhada, coordenação, equila­brio e fala.

"Parece tão implausa­vel que vocêpudesse fazer uma ligação como, 'Acho que a caixa de voz evoluiu', a partir das informações que temos", disse Dmitri Petrov, professor de Michelle e Kevin Douglas na Escola de Humanidades e Ciências, que écoautor saªnior do artigo com Gokhman e Nadav Ahituv, professor de bioengenharia da UCSF. "As previsaµes são quase ficção cienta­fica. Se cinco anos atrás, alguém me dissesse que isso seria possí­vel, eu não teria investido muito nisso."

Com um número tão grande de variantes para examinar, os pesquisadores confiaram em uma técnica chamada "ensaio repa³rter macia§amente paralelo" para testar quais sequaªncias realmente afetam a regulação do gene. A versão dessa técnica, desenvolvida por Ahituv, envolve o empacotamento da variante da sequaªncia de DNA em um "gene repa³rter" dentro de um va­rus. Esse va­rus éentão colocado em uma canãlula. Se essa variante afeta a expressão do gene , o gene repa³rter produz uma molanãcula com ca³digo de barras que identifica de qual sequaªncia de DNA ela veio. O ca³digo de barras permite que os pesquisadores digitalizem os produtos de um grande número de variantes de uma são vez.

Essencialmente, todo o processo imita uma versão resumida de como cada variante funcionaria em uma canãlula na vida real e relata os resultados.

Lana Harshman, uma estudante graduada da UCSF e coautora principal do artigo, infectou três tipos de células com os pacotes variantes da equipe. Essas células estavam relacionadas ao cérebro, ao esqueleto e ao desenvolvimento inicial - assuntos com maior probabilidade de revelar diferenças evolutivas entre nose nossos ancestrais mais recentes. Carly Weiss, uma pa³s-doutoranda no laboratório Petrov e coautora principal do artigo, analisou os resultados desses experimentos.

No total, os pesquisadores encontraram 407 sequaªncias que representaram uma mudança na expressão em humanos modernos em comparação com nossos predecessores. Nessa lista, genes que afetam o cerebelo e genes que afetam a caixa vocal, faringe, laringe e cordas vocais parecem estar sobrerrepresentados.

"Isso sugeriria algum tipo de evolução rápida desses órgãos ou algum tipo de caminho especa­fico para os humanos modernos", disse Gokhman. O pra³ximo passo, ele acrescentou, seria tentar entender mais sobre essas sequaªncias e os papanãis que desempenharam na evolução dos humanos modernos .

Mesmo com essas inca³gnitas, esta técnica por si são éum avanço significativo para a pesquisa evolutiva, disse Petrov.

"Isso vai além do sequenciamento do DNA dos ossos de Neandertal e Denisovano. Isso comea§a a dar sentido a essas diferenças", disse Petrov. "a‰ uma etapa conceitual importante de apenas a sequaªncia - sem tecido, sem células - para informações biológicas e permitira¡ muitos estudos futuros."