Complexitatea limbajului uman ne diferențiază semnificativ de primatele noastre înrudite. La baza acestei diferențe ar putea sta un simplu și unic gen, care, potrivit unor noi cercetări publicate în revista Nature Communications, ar fi jucat un rol esențial.

Șoarecii vorbesc diferit cu varianta umană a proteinei

„Această descoperire ne-a surprins foarte mult”, povestește cercetătoarea Yoko Tajima, prima autoare a studiului.

Înlocuind gena NOVA1 a șoarecilor cu versiunea sa umană, oamenii de știință se așteptau să provoace disfuncții motorii severe. Proteina NOVA1, produsă în neuroni, fusese descoperită la pacienți care sufereau de sindromul opsoclonie-myoclonie, o tulburare neurologică caracterizată prin mișcări oculare și musculare scurte și involuntare.

Totuși, șoarecii cu varianta umană a NOVA1 nu au prezentat niciun fel de tulburare motorie. În schimb, aceștia își schimbau „vorbirea”! „Sunetele emise de șoarecii nou-născuți către mamele lor și de șoarecii adulți masculi către șoarecele femele s-au schimbat în tonalitate și complexitate”, detaliază Yoko Tajima.

O diferență subtilă, dar semnificativă

Deși, la prima vedere, versiunea umană a proteinei NOVA1 nu pare foarte diferită de cea a multor alte animale, inclusiv mamifere și păsări care o dețin, există o diferență subtilă. La mijlocul secvenței proteinei, la poziția 197, un acid aminic de izoleucină este înlocuit cu valină – o modificare mică, dar unică pentru oameni. Această schimbare modifică, totuși, molecula la care proteina NOVA1 se leagă, și anume ARN-ul, care este derivat din ADN și joacă un rol intermediar în producerea proteinelor.

NOVA1 se leagă de molecule implicate în vocalizare

„NOVA1 se leagă direct de ARN-uri în creier pentru a le reglementa activitatea”, fie în sus, fie în jos, explică cercetătorii. Grație unei metode noi, special dezvoltate pentru a detecta ARN-urile legate de NOVA1, oamenii de știință au observat că versiunea umană a NOVA1 se leagă întotdeauna la fel ca versiunea de șoarec de ARN-urile legate de funcțiile motorii, dar nu și de cele legate de limbaj! „Am fost complet surprinși să constatăm că versiunea umană afecta site-urile de legare din neuronii mezencefalici (o regiune centrală a creierului, n.r.), responsabili pentru vocalizare”, explică Robert Darnell, care a coordonat aceste cercetări.

Acești neuroni din mezencefal sunt implicați în special în respirație, coordonare, timpii și amplitudinea vocalizației. Dar NOVA1 este prezentă și în cortexul șoarecilor, o regiune mai recentă din punct de vedere evoluționar, care influențează înălțimea vocii, modularea și durata frecvenței sale. Acest lucru ar putea fi o altă modalitate prin care proteina ar influența limbajul vorbit. „Mecanismele prin care NOVA1 influențează vocalizația, fie din punct de vedere motor, fie neuronal, sunt un punct foarte important pe care dorim să-l abordăm în continuare”, comentează Yoko Tajima.

Liniile umane străvechi nu dețineau NOVA1

Bănuiind un rol esențial al NOVA1 în apariția limbajului complex uman, cercetătorii caută versiunea sa umană în genomuri ale liniilor vechi înrudite. La cele opt genomuri de oameni de Neanderthal și cel de Denisova examinate, toate conțineau NOVA1 a animalelor non-umane. Astfel, apariția versiunii noastre de NOVA1 s-a produs după divergența dintre Homo sapiens și aceste linii umane acum dispărute, acum aproximativ 200.000 de ani.

„Datele noastre arată că o populație strămoșească de oameni moderni din Africa a evoluat spre varianta umană, care apoi a devenit dominantă, poate pentru că aducea avantaje legate de comunicarea vocală”, sugerează Robert Darnell. Mult mai târziu, în urmă cu aproximativ 50.000 de ani, această populație a părăsit Africa și s-a răspândit în întreaga lume, aducând cu ea acest gene prețios.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCMedical și pe Google News

Te-a ajutat acest articol?

Urmărește pagina de Facebook DCMedical și pagina de Instagram DCMedical Doza de Sănătate și accesează mai mult conținut util pentru sănătatea ta, prevenția și tratarea bolilor, măsuri de prim ajutor și sfaturi utile de la medici și pacienți.