Fragmentos de ADN viral LTR5Hs podem ser “incendiários” de nova vida humana

Fragmentos de ADN deixados por vírus que infetaram os nossos antepassados longínquos poderão ser “incendiários” de nova vida humana, segundo um novo estudo.

ADN viral antigo no genoma humano

Até 9 percent do nosso ADN é constituído por material genético de antigos invasores virais. Estes vestígios de retrovírus endógenos infiltraram-se no material genético das células reprodutivas dos nossos antepassados há milhões de anos e, desde então, ficaram integrados de forma permanente no nosso “plano” genético.

Entre esses vestígios, o grupo LTR5Hs surgiu na nossa linhagem ancestral há cerca de 5 million anos, depois de humanos e outros grandes símios se terem separado dos macacos do Velho Mundo, como babuínos e macacos.

Embora isto pareça remoto, em termos evolutivos trata-se de uma alteração relativamente recente do nosso genoma.

Experiência com blastoides e o papel de LTR5Hs

“Os nossos resultados ilustram como genes surgidos recentemente… podem conferir funções essenciais ao desenvolvimento em humanos”, escrevem no artigo a bióloga Raquel Fueyo, da Universidade de Stanford, e os seus colegas.

Fueyo e a sua equipa recorreram a uma esfera de células estaminais induzidas a imitar um blastocisto, a fase do desenvolvimento embrionário cerca de cinco dias após a fertilização. Este modelo 3D, ou blastoide, reproduz a etapa imediatamente anterior à implantação do embrião no revestimento do útero.

Quando os investigadores desativaram um conjunto destes genes virais remanescentes, conhecido como LTR5Hs, o modelo embrionário ou se transformou num aglomerado desorganizado de células, ou morreu. Sem os LTR5Hs, a camada intermédia (epiblasto) do blastoide - que apresenta três camadas de tecido - não se formou corretamente.

“Muitas das inserções genómicas de LTR5Hs no genoma humano são exclusivas da nossa própria espécie”, explicam Fueyo e a equipa.

“Mostrámos que a atividade de [LTR5Hs] é necessária para a formação do blastoide e para a identidade das linhagens.”

Regulação de ZNF729 e vantagens evolutivas

A equipa observou ainda que este elemento regulador é responsável por aumentar a expressão de outras sequências próximas, incluindo um gene conhecido como ZNF729, que desempenha um papel fundamental na multiplicação de células estaminais e na definição da identidade celular. Uma baixa expressão de ZNF729 faz com que uma camada inteira de tecido embrionário se forme de forma incorreta.

Os investigadores suspeitam que, ao potenciar ZNF729, o grupo de genes LTR5H o tenha tornado mais “aderente”, o que teria dado aos nossos antepassados uma vantagem evolutiva significativa.

“Estas observações sugerem que a remodelação evolutiva de redes de regulação genética pode resultar não só em inovação específica de espécie, como também criar novas dependências e atribuir essencialidade a elementos [reguladores] e genes surgidos recentemente”, concluem os investigadores.

Esta investigação foi publicada na Nature.