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Ciência09/03/2022

Detectado como genes da mãe ou do pai moldam comportamento

Cada pai tem seu próprio impacto nos hormônios e outros mensageiros químicos que controlam o humor e o comportamento dos filhos. Crédito: Pxfuel

09/03/22 - 12h12min - Atualizado em 09/03/22 - 12h13min

A paternidade não é a única maneira pela qual mães e pais afetam o comportamento de seus filhos. Os genes também importam. E embora a maioria de nossos genes seja herdada em pares – uma cópia de cada pai –, mães e pais exercem sua influência genética de maneiras diferentes. De acordo com uma nova pesquisa liderada por cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade de Utah (EUA), cada pai tem seu próprio impacto nos hormônios e outros mensageiros químicos que controlam o humor e o comportamento.

“Estamos realmente intrigados que existe essa área inexplorada da biologia que controla nossas decisões”, disse o dr. Christopher Gregg, professor associado do Departamento de Neurobiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Utah e autor correspondente do estudo. Obter uma imagem mais clara dos fatores genéticos que moldam o comportamento é um passo crucial para o desenvolvimento de melhores diagnósticos e tratamentos para transtornos psiquiátricos, afirmou ele.

Em artigo na revista Cell Reports, a equipe de pesquisa de Gregg relata que certos grupos de células no cérebro de camundongos dependem exclusivamente da cópia da mãe de um gene necessário para produzir mensageiros químicos essenciais no cérebro chamados neurotransmissores. Nessas células, a cópia do gene do pai permanece desligada. No entanto, em um órgão diferente, a glândula adrenal (suprarrenal), certas células favorecem a cópia do mesmo gene do pai. Lá, o gene está envolvido na produção do hormônio do estresse, a adrenalina.

Consequências para o comportamento

Depois de identificar essa mudança inesperada no controle parental de um único gene, a equipe de Gregg passou a demonstrar que isso tinha consequências para o comportamento. Eles descobriram que o gene de cada pai afetava filhos e filhas de maneira diferente: certas decisões nos filhos eram controladas pelo gene da mãe, enquanto os pais tinham controle sobre algumas decisões nas filhas.

Evolutivamente falando, essa forma de regulação genética pode refletir diferentes prioridades dos pais, disse Gregg. “Nem todo mundo tem o mesmo tipo de interesses, resultados e efeitos seletivos”, explicou ele. “As filhas precisam criar proles. Filhos muitas vezes se dispersam e vão para novos ambientes.” Consequentemente, pode ser do interesse dos pais influenciar o comportamento de maneira diferente em seus filhos e filhas.

“A revelação de que os alelos maternos e paternos do mesmo gene ao longo do eixo cérebro-adrenal podem ter consequências fenotípicas díspares, ou possivelmente até antagônicas, no comportamento é uma observação intrigante”, disse o dr. Paul Bonthuis, professor assistente do Departamento de Biociências Comparadas da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (EUA) e primeiro autor do artigo.

“O eixo cérebro-adrenal é uma parte muito importante da biologia dos mamíferos que controla o comportamento e afeta o estresse, o humor, o metabolismo e a tomada de decisões”, explica Gregg. Ele diz que essa descoberta é um primeiro passo para entender como os genes dos pais podem afetar comportamentos mais rotineiros e condições de saúde relacionadas nas pessoas, desde doenças mentais e dependência de câncer e doença de Alzheimer.

Definindo a tomada de decisão

No estudo atual, Gregg e seus colegas se concentraram principalmente em um gene chamado dopa-descarboxilase, que os neurônios precisam para fabricar dopamina, serotonina e noradrenalina – neurotransmissores que regulam uma série de funções do humor ao movimento.

As cópias do gene da dopa-descarboxilase de ambos os pais são ativas no cérebro, mas Gregg e seus colegas descobriram anteriormente uma ligeira preferência, em todo o cérebro, pela cópia materna. Para investigar se essa preferência estava localizada em células ou regiões específicas do cérebro, a equipe criou camundongos geneticamente modificados para anexar uma etiqueta fluorescente à enzima dopa-descarboxilase – vermelha se foi produzida usando um gene herdado da mãe, azul se um gene do pai tivesse sido usado. Em seguida, eles poderiam simplesmente olhar ao microscópio para ver qual cópia do gene do pai estava ativa.

Depois de examinarem todo o cérebro do rato, eles encontraram 11 regiões que continham grupos de neurônios que usam apenas a cópia da mãe do gene da dopa descarboxilase. A dopa-descarboxilase também é usada na glândula adrenal, onde é necessária para produzir o hormônio adrenalina, que desencadeia respostas de “fuga ou luta” ao perigo ou estresse; então, os pesquisadores também procuraram lá. Eles encontraram ali grupos de células que dependiam exclusivamente da cópia do gene herdado do pai.

Como a dopa-descarboxilase é tão importante para regular o estresse, o medo, a ansiedade e o processamento de recompensas, os pesquisadores quiseram saber como essa marca dava a um dos pais mais influência sobre certos comportamentos em seus filhos.

Padrões encontrados

Para isso, eles analisaram a maneira como os camundongos com mutações em qualquer uma das cópias do gene procuravam comida. Os ratos em seus experimentos eram livres para explorar, agindo sobre medos e motivações conflitantes da mesma forma que fariam na natureza. Seus movimentos enquanto corriam riscos, recuavam para a segurança e retomavam a forragem pareciam principalmente aleatórios – mas a equipe de Gregg usou algoritmos de aprendizado de máquina para encontrar padrões no comportamento complexo. Ao dividirem o comportamento de forrageamento em módulos, eles identificaram diferenças comportamentais associadas à cópia de cada pai dos genes da dopa-descarboxilase.

Esses experimentos mostram que desligar a cópia de um dos pais em um grupo seleto de células é suficiente para ter impactos significativos no comportamento. De acordo com Gregg, sua equipe tem indícios de que vários genes estão sujeitos a esse tipo de propensão no que se refere ao uso da cópia de um dos pais.

“Sonho com este novo campo da genética da decisão, onde descobrimos sistematicamente as cópias dos genes parentais que controlam decisões e ações específicas em contextos particulares”, disse Gregg. Tais estudos podem levar os pesquisadores a células e circuitos neurais com papéis anteriormente não reconhecidos no comportamento.

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