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A descoberta da Penn Medicine ilumina a evolução das glândulas sudoríparas humanas

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Os humanos têm uma densidade excepcionalmente alta de glândulas sudoríparas embutidas na pele, 10 vezes a densidade dos chimpanzés e macacos. Agora, os pesquisadores da Penn Medicine descobriram como esse traço característico do hiper-resfriamento evoluiu no genoma humano. Em um estudo publicado hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences, Os pesquisadores mostraram que a maior densidade das glândulas sudoríparas em humanos se deve em grande parte às mudanças acumuladas em uma região reguladora do DNA, chamada de região potenciadora, que impulsiona a expressão de um gene que compõe as glândulas sudoríparas, o que explica por que os humanos são os mais suados dos grandes macacos.

“Este é um dos exemplos mais claros que vi de identificação da base genética para um dos traços evolutivos mais extremos e distintos em humanos como um todo”, disse a autora principal do estudo, Yana Kamberov, PhD, professora assistente de genética na Penn Medicine . “Esse tipo de pesquisa é importante não só porque mostra como a evolução realmente funciona para produzir diversidade de espécies, mas também porque nos dá acesso à biologia humana que muitas vezes não é possível obter de outras formas, essencialmente aprendendo como ajustar o sistema biológico . de uma forma que seja realmente benéfica, sem quebrá-la. “

Os cientistas assumem amplamente que a alta densidade de glândulas sudoríparas em humanos, também chamadas de glândulas écrinas, reflete uma adaptação evolucionária antiga. Acredita-se que essa adaptação, junto com a queda de cabelo nos primeiros hominíneos, que promoveu o resfriamento por meio da evaporação do suor, tornou mais fácil para eles correr, caçar e sobreviver na quente savana africana relativamente sem árvores, um habitat marcadamente diferente. do que as selvas ocupadas por outras espécies de macacos.

Kamberov descobriu em um estudo de 2015 que o nível de expressão de um gene chamado Engrailed 1 – EN1 em humanos – ajuda a determinar a densidade das glândulas écrinas em camundongos. EN1 codifica uma proteína de fator de transcrição que, entre muitas outras funções, atua durante o desenvolvimento para induzir células imaturas da pele a formar glândulas écrinas. Por causa dessa propriedade, Kamberov e seus colegas levantaram a hipótese de que talvez uma maneira que os humanos pudessem ter construído mais glândulas sudoríparas em sua pele seria desenvolver mudanças genéticas que aumentassem a produção de EN1 na pele.

A atividade de um gene é freqüentemente afetada por regiões próximas do DNA chamadas regiões intensificadoras, onde os fatores que ativam o gene podem se ligar e ajudar a conduzir a expressão gênica. No estudo, Kamberov e sua equipe identificaram uma região intensificadora chamada hECE18, que aumenta a produção de EN1 na pele para induzir a formação de mais glândulas écrinas. Os pesquisadores mostraram que a versão humana de hECE18 é mais ativa do que as versões de macacos ou macacos, que por sua vez conduziriam a níveis mais elevados de produção de EN1.

Kamberov e seus colegas também analisaram as mutações individuais que distinguem o hECE18 humano, mostrando por que algumas delas aumentam a expressão de EN1 e mostrando que reverter essas mutações para a versão do chimpanzé do hECE18 reduz a atividade potenciadora para os níveis do chimpanzé.

Estudos anteriores de características específicas humanas evoluídas, como a linguagem, geralmente ligaram tais características a mudanças genéticas complexas envolvendo múltiplos genes e regiões regulatórias. Em contraste, o trabalho de Kamberov e sua equipe sugere que o traço humano de “suor intenso” evoluiu, pelo menos em parte, por meio de mutações repetidas em uma única região regulatória, hECE18. Isso significa que esse único elemento regulador pode ter contribuído repetidamente para uma evolução gradual de uma densidade de glândula écrina mais alta durante a evolução humana.

Embora o estudo seja principalmente um feito de biologia básica que lança luz sobre a evolução humana, ele também deve ter alguma relevância médica de longo prazo, disse Kamberov.

“Feridas graves ou queimaduras muitas vezes destroem as glândulas sudoríparas da pele e até agora não sabemos como regenerá-las, mas este estudo nos aproxima de descobrir como fazer isso”, disse ele. “A próxima etapa desta pesquisa seria descobrir como as múltiplas mutações de aumento de atividade em hECE18 interagem umas com as outras para aumentar a expressão de EN1 e usar essas mutações biologicamente-chave como pontos de partida para descobrir quais fatores de ligação de DNA realmente se ligam a esses locais . Basicamente, isso nos fornece uma incursão molecular direta para descobrir os fatores a montante que, ao ativar a expressão de EN1, fazem com que as células da pele comecem a produzir glândulas sudoríparas. “

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Traduzido de Science Daily

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