As primeiras experiências de vida influenciam o DNA no cérebro adulto

As primeiras experiências de vida influenciam o DNA no cérebro adulto

Cientistas da Salk descobrem como o comportamento materno muda as células cerebrais em camundongos

LA JOLLA - Na questão perene da natureza versus criação, um novo estudo sugere uma conexão intrigante entre os dois. Cientistas do Instituto Salk relatam na revista Ciência que o tipo de cuidado que uma camundonga fornece a seus filhotes realmente muda seu DNA. O trabalho dá suporte a estudos sobre como os ambientes da infância afetam o desenvolvimento do cérebro em humanos e pode fornecer informações sobre distúrbios neuropsiquiátricos, como depressão e esquizofrenia.

“Aprendemos que nosso DNA é algo estável e imutável que nos torna quem somos, mas na realidade é muito mais dinâmico”, diz medidor enferrujado, professor do Laboratório de Genética de Salk. “Acontece que existem genes em suas células que são capazes de se copiar e se mover, o que significa que, de certa forma, seu DNA muda.”

Por pelo menos uma década, os cientistas sabem que a maioria das células do cérebro dos mamíferos sofre alterações em seu DNA que tornam cada neurônio, por exemplo, ligeiramente diferente de seu vizinho. Algumas dessas mudanças são causadas por genes “saltos” – oficialmente conhecidos como elementos nucleares longos intercalados (LINEs) – que se movem de um ponto do genoma para outro. Em 2005, o laboratório Gage descobriu que um gene saltador chamado L1, que já era conhecido por se copiar e colar em novos lugares no genoma, poderia saltar em células cerebrais neuronais em desenvolvimento.

A equipe levantou a hipótese de que tais mudanças criam diversidade potencialmente útil entre as células cerebrais, ajustando a função, mas também podem contribuir para condições neuropsiquiátricas.

“Embora saibamos há algum tempo que as células podem adquirir alterações em seu DNA, especula-se que talvez não seja um processo aleatório”, diz Tracy Bedrosian, ex-pesquisadora associada da Salk e primeira autora do estudo. “Talvez haja fatores no cérebro ou no ambiente que fazem com que as mudanças aconteçam com mais ou menos frequência.”

Para descobrir, Gage, Bedrosian e colegas começaram observando variações naturais no cuidado materno entre camundongos e seus filhotes. Eles então analisaram o DNA do hipocampo da prole, que está envolvido na emoção, memória e algumas funções involuntárias. A equipe descobriu uma correlação entre o cuidado materno e o número de cópias de L1: camundongos com mães atentas tinham menos cópias do gene saltador L1, e aqueles com mães negligentes tinham mais cópias de L1 e, portanto, mais diversidade genética em seus cérebros.

Para garantir que a diferença não fosse uma coincidência, a equipe conduziu uma série de experimentos de controle, incluindo a verificação do DNA de ambos os pais de cada ninhada para garantir que a prole não apenas herdasse seus números de L1s de um dos pais, também. como a verificação de que o DNA extra era realmente DNA genômico e não material genético perdido de fora do núcleo da célula. Por fim, eles criaram filhotes cruzados, de modo que camundongos nascidos de mães negligentes foram criados por mães atenciosas e vice-versa. Os resultados iniciais da correlação entre os números de L1 e o estilo maternal sustentaram: camundongos nascidos de mães negligentes, mas criados por mães atenciosas, tinham menos cópias de L1 do que camundongos nascidos de mães atenciosas, mas criados por mães negligentes.

Os pesquisadores levantaram a hipótese de que os filhos cujas mães eram negligentes eram mais estressados ​​e que, de alguma forma, isso fazia com que os genes se copiassem e se movimentassem com mais frequência. Curiosamente, não houve correlação semelhante entre o cuidado materno e o número de outros genes saltadores conhecidos, o que sugere um papel único para L1. Então, em seguida, a equipe analisou a metilação – o padrão de marcas químicas no DNA que sinaliza se os genes devem ou não ser copiados e que podem ser influenciados por fatores ambientais. Nesse caso, a metilação dos outros genes saltadores conhecidos foi consistente para todos os descendentes. Mas a história foi diferente com L1: camundongos com mães negligentes tinham visivelmente menos genes L1 metilados do que aqueles com mães atentas, sugerindo que a metilação é o mecanismo responsável pela mobilidade do gene L1.

“Esta descoberta concorda com estudos de negligência infantil que também mostram padrões alterados de metilação do DNA para outros genes”, diz Gage, que detém a Vi and John Adler Chair for Research on Age-Related Neurodegenerative Diseases. “Isso é uma coisa esperançosa, porque uma vez que você entende um mecanismo, você pode começar a desenvolver estratégias de intervenção”

Os pesquisadores enfatizam que, neste momento, não está claro se há consequências funcionais do aumento dos elementos L1. Trabalhos futuros examinarão se o desempenho dos camundongos em testes cognitivos, como lembrar qual caminho em um labirinto leva a uma guloseima, pode ser correlacionado com o número de genes L1.

Outros autores incluíram Carolina Quayle e Nicole Novaresi de Salk.

O trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (R01 MH095741, U01 MH106882 e F32 MH102983), G. Harold e Leila Y. Mathers Charitable Foundation, Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust conceder #2012-PG- MED00, Fundação Engman, Fundação JPB, Annette C. Merle-Smith e um prêmio NARSAD Young Investigator.