As origens da linguagem humana permanecem misteriosas. Somos os únicos animais verdadeiramente capazes de discursos complexos? São Homo sapiens Os únicos hominídeos que poderiam dar direções detalhadas a uma fonte de água doce distante ou descrever os roxos e vermelhos sutis de um pôr do sol dramático?
Parentes próximos, como os neandertais, provavelmente tinham características anatômicas na garganta e nos ouvidos que poderiam ter permitido a fala e a audiência da linguagem falada, e eles compartilham conosco uma variante de um gene ligado à capacidade de falar. E, no entanto, é apenas nos seres humanos modernos que encontramos regiões cerebrais expandidas que são críticas para a produção e compreensão da linguagem.
Agora, pesquisadores da Universidade Rockefeller descobriram evidências genéticas intrigantes: uma variante de proteína encontrada apenas em humanos que pode ter ajudado a moldar o surgimento da linguagem falada.
Em um estudo publicado em Comunicações da naturezaos pesquisadores do laboratório do pesquisador de Rockefeller Robert B. Darnell descobriram que, quando colocam essa variante exclusivamente humana da proteína de ligação a RNA de Nova1-An no cérebro conhecida por ser crucial para o desenvolvimento neural-em camundongos, alterou suas vocalizações como chamadas um com o outro.
O estudo também confirmou que a variante não é encontrada em neandertais ou denisovanos, seres humanos arcaicos com os quais nossos ancestrais cruzaram, como é evidenciado por seus traços genéticos que permanecem em muitos genomas humanos hoje.
Esse gene faz parte de uma mudança evolutiva abrangente nos primeiros humanos e sugere em potenciais origens antigas da linguagem falada. Nova1 Pode ser um gene de linguagem humana de boa-fé, embora certamente seja apenas uma das muitas mudanças genéticas específicas para o humano “.
Robert B. Darnell, chefe do Laboratório de Neuro-Oncologia Molecular
Três décadas em formação
As adaptações anatômicas do trato vocal e as intrincadas redes neurais permitem nossos recursos de linguagem. Mas a genética por trás deles não é bem compreendida.
Um driver de linguagem genética teorizada é Foxp2que codifica um fator de transcrição envolvido no desenvolvimento do cérebro precoce. Pessoas com mutações nesse gene exibem graves defeitos da fala, incluindo a incapacidade de coordenar os movimentos labiais e da boca com o som. Os seres humanos têm duas substituições de aminoácidos no FOXP2 que não são encontradas em outros primatas ou mamíferos, mas os neandertais também os tinham, sugerindo que a variante surgiu em um ancestral de ambas as linhagens humanas. Mas algumas descobertas em Foxp2 foram disputados, e seu papel no desenvolvimento da linguagem humana permanece incerto.
Agora Nova1 surgiu como candidato. O gene produz uma proteína de ligação ao RNA específica para neurônios-chave para o desenvolvimento do cérebro e o controle neuromuscular que foi clonado e caracterizado por Darnell em 1993. É encontrado de forma praticamente idêntica em uma ampla faixa da biosfera, de mamíferos a pássaros, mas não humanos. Em vez disso, temos nossa própria forma única caracterizada por uma única mudança de um aminoácido, da isoleucina para a valina, na posição 197 (I197V) na cadeia proteica.
O I197V não é a única substituição de aminoácidos que distingue humanos modernos de outros organismos, aponta o primeiro autor Yoko Tajima, um associado de pós -doutorado no laboratório de Darnell. Vários deles podem ser parte integrante do desenvolvimento do cérebro. “Tais mudanças podem ter desempenhado papéis importantes na aquisição de características que contribuíram para o surgimento, expansão e sobrevivência de Homo sapiens“Ela diz.
Especialista em como as proteínas de ligação ao RNA modulam a expressão gênica, Darnell pesquisa Nova1 desde o início dos anos 90, quando ele e seus colegas o identificaram pela primeira vez como o gatilho de um distúrbio autoimune neurológico chamado POMA que pode causar disfunção motora extrema. Recentemente, eles começaram a identificar casos em que Nova1 As variantes genéticas estão associadas à linguagem do desenvolvimento e às dificuldades motoras.
“Entender a Nova1 tem sido um esforço para mim”, diz ele.
O presente estudo, liderado por Tajima, utilizou a edição do gene CRISPR para substituir a proteína Nova1 comum encontrada em camundongos pela variante humana I197V. Eles então usaram técnicas avançadas, como a análise de imunoprecipitação de reticulação (CLIP), um método desenvolvido por Darnell, para identificar os locais de ligação ao RNA da Nova1 no mesencéfalo de camundongos.
A grande revelação
A primeira descoberta notável foi que a variante humana não teve impacto na ligação do RNA relacionada ao desenvolvimento neural ou ao controle motor. Ele operava exatamente como o que havia substituído.
Então, o que estava fazendo? O segundo achado significativo lhes deu uma dica: os locais de ligação que foram substancialmente afetados pela variante humana estavam localizados em genes que codificaram os RNAs relacionados à vocalização.
“Além disso, muitos desses genes relacionados à vocalização também foram considerados alvos vinculativos da NOVA1, sugerindo ainda mais o envolvimento do Nova1 na vocalização”, diz Tajima.
“Nós pensamos, uau. Não esperávamos isso “, diz Darnell.” Foi um daqueles momentos realmente surpreendentes na ciência “.
O laboratório de Darnell então uniu forças com o laboratório de neurogenética da linguagem de Rockefeller, liderado por Erich D. Jarvis, que estuda os mecanismos moleculares e genéticos subjacentes à aprendizagem vocal.
Comunicações alteradas
Nos anos seguintes, os colaboradores investigaram o impacto nas vocalizações entre camundongos de várias idades em diferentes contextos. Eles encontraram padrões vocais alterados entre os filhotes de ambos os sexos e homens adultos.
“Todos os ratos bebês fazem gritos ultrassônicos para suas mães, e os pesquisadores de idiomas categorizam os guinchos variados como quatro ‘letras’-s, d, u e m”, observa Darnell. “Descobrimos que, quando ‘transliteramos’ os squeaks feitos por ratos com a variante I197V específica de humanos, eles eram diferentes dos dos ratos do tipo selvagem. Algumas das ‘letras’ haviam mudado”.
Eles encontraram padrões semelhantes quando estudaram as esperançosas chamadas de acasalamento de camundongos adultos do sexo masculino expostos a ratos adultos do sexo feminino em estro. “Eles ‘conversaram’ de maneira diferente com as ratos femininas”, diz ele. “Pode -se imaginar como essas mudanças na vocalização podem ter um impacto profundo na evolução”.
O elemento humano
A influência potencial de I197V na evolução humana se tornou seu próximo foco. Para confirmar que não foi encontrado em nossos parentes humanos mais próximos, os neandertais, que moravam amplamente na Europa, e nos Denisovanos, em homenagem à caverna da Ásia Central, onde foram descobertos, os pesquisadores compararam oito genomas humanos com três neandertais de alta cobertura Genomas e um genoma de Denisovan de alta cobertura.
Como esperado, nossos parentes arcaicos-a quem pensamos ter dividido cerca de 250.000 a 300.000 anos atrás, a mesma proteína Nova1 que todos os animais não humanos.
Eles então vasculharam 650.058 genomas humanos modernos no banco de dados DBSNP, um catálogo de variações curtas de sequência extraídas de pessoas em todo o mundo. Se existisse uma alternativa ao I197V, seria encontrada aqui.
Dessas 650.058 pessoas, todas, exceto seis, tinham a variante humana. Esses seis tinham a variante arcaica; Como as amostras são desidentificadas, os detalhes sobre elas são desconhecidos.
“Nossos dados mostram que uma população ancestral de humanos modernos na África evoluiu a variante humana I197V, que se tornou dominante, talvez porque conferiu vantagens relacionadas à comunicação vocal”, sugere ele. “Essa população deixou a África e se espalhou pelo mundo”.
Doença e distúrbios
No futuro, o laboratório de Darnell investigará como a Nova1 regula a função da linguagem com o olho nos distúrbios da linguagem ou do desenvolvimento.
“Acreditamos que entender essas questões fornecerá informações importantes sobre como o cérebro opera durante as comunicações vocais-e como sua regulação incorreta leva a certos distúrbios”, diz Tajima.
Seus caminhos neurais podem entrar em jogo, por exemplo, quando vários distúrbios tornam alguém não capaz de falar. Talvez influencie o desenvolvimento do autismo não verbal; A Nova1 é um dos muitos genes ligados ao transtorno do espectro do autismo. E em 2023, o laboratório relatou um paciente com uma haploinsuficiência de nova1, cujos sintomas neurológicos incluíram um atraso na fala.
Acrescenta Darnell: “Nossa descoberta pode ter relevância clínica de várias maneiras, desde distúrbios do desenvolvimento a doenças neurodegenerativas”.
Fonte:
Referência do diário:
Tajima, Y., et al. (2025). Um fator de splicing humanizado da Nova1 altera as comunicações vocais do rato. Comunicações da natureza. doi.org/10.1038/s41467-025-56579-2.