Cérebro do pai do bebê da mãe? Talvez!

Todo mundo sabe que você obtém genes de ambos os pais e que isso é tão bom, porque se uma cópia é defeituosa, você pode passar com a outra. Na verdade, todo o ponto da reprodução sexual parece ser criar filhos que se beneficiem dos genes de dois pais, em vez de simplesmente confiar em um, como ocorre em uma reprodução clonal e assexuada.

Mas, como é verdade, sabemos que alguns genes importantes são exceções, e embora sejam herdados de ambos os pais da maneira normal, eles são expressos apenas a partir de uma cópia. Esses genes impressos são paradoxais por esta razão, e os principais candidatos para causar problemas se eles são defeituosos, graças à falta de um backup. De acordo com a teoria do cérebro impresso, eles (e outros genes que podem agir de forma semelhante) são a causa de doenças mentais que têm origem genética. Na verdade, a teoria implica que, se você pudesse explicar a impressão, você também poderia explicar, não apenas como? de doença mental, mas também o porquê?

Imprinting faz sentido evolutivo em termos do que você pode chamar de Mother's Baby-Father's? Talvez! Princípio . Como a fertilização ocorre internamente em mamíferos, a paternidade nunca é tão certa como a maternidade é: daí a questão e as marcas de exclamação. As mães de mamíferos fornecem 100% de nutrição durante a gestação e lactação, e geralmente a grande maioria ao longo do desenvolvimento de sua prole. A única contribuição obrigatória do pai de mamífero, ao contrário, é um único esperma. E porque a monogamia ao longo da vida é muito rara em mamíferos, não há nenhuma razão necessária para que qualquer outra descendente de uma mulher compartilhe o mesmo pai da maneira em que eles fazem a mesma mãe.

Essa assimetria extrema no cuidado e investimento parental significa que, do ponto de vista dos genes paternos em uma prole, a gravidez, a lactação e toda a educação materna posterior representam um almoço livre para o qual o pai não precisa fazer nenhum pagamento obrigatório, mas do qual o seu Benefícios da prole. Para a mãe, por outro lado, tudo isso representa um enorme custo que qualquer mulher que tenha passado pela gravidez e parto apreciará muito bem.

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Isso parece explicar a impressão em genes como o IGF2 , que é impresso na mãe e apenas expresso a partir da cópia do pai. O IGF2 representa factor de crescimento semelhante a insulina 2 e é um hormônio do crescimento, encorajando a prole a consumir recursos maternos em benefício da sua – e os genes do pai investidos nela. Em uma publicação anterior, apontei que cada hormônio precisa de receptores, e em ratos um gene impresso com paternidade , o Igf2r (para o receptor de Igf2 ) constrói um tipo de receptor para o IGF2 que o desfolha, não produzindo efeitos de crescimento (o receptor do tipo 2 em o diagrama abaixo). Efetivamente, a Igf2r expressada maternalmente contradiz e sabota a Igf2 , expressada paternalmente , como ilustra o diagrama.

Fonte: Diagrama C. Badcock após Haig, D. e C. Graham. Cell 64, no. 22 de março (1991): 1045-6.

Casos como este sugerem que deve haver cerca de tantos genes maternal como paternamente impressos, mas agora um novo estudo sobre a genética do mouse mostra um viés surpreendente em favor da expressão paterna. O estudo identificou 95 genes murinos com evidências significativas de impressão e concluiu que, embora a impressão clássica esteja sob controle genético, é incompleta e revela um desequilíbrio global favorecendo os genes paternos. Os genes impressos foram 1,5 vezes mais propensos a serem expressados ​​pelo paterno em comparação com a cópia materna. No entanto, existem variações nos diferentes órgãos, predominando a expressão gênica do pai no cérebro, mas predominando a expressão materna na placenta.

À primeira vista, isso pode parecer o contrário do que você poderia esperar, uma vez que a placenta é um órgão projetado para extrair recursos da mãe durante a gestação. Mas, como o caso de Igf2r mostra, os genes maternos podem lutar, e parecem ter estabelecido precedência na placenta – pelo menos em camundongos. Então, o que é sobre o cérebro e por que os genes paternos predominam?

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A ilustração abaixo representa um dos primeiros e mais surpreendentes achados em que a teoria do cérebro impresso foi construída. Isto foi que, nos camundongos, os genes paternos são expressados ​​principalmente nas áreas negras – o hipotálamo e outras partes do chamado cérebro límbico – onde os genes maternos são predominantemente expressos no estriado e no córtex, como indicado pelo cinza escuro, especialmente no frontal áreas. Em outros lugares do cérebro do mouse, como seria de esperar, os genes de ambos os pais são expressos igualmente (sombreamento cinza claro). Mais uma vez, um estudo posterior sobre a expressão gênica no cérebro de camundongos descobriu que 40-50% de neurônios mais expressaram o cromossomo X da mãe em comparação com o pai no pré-frontal e outras partes do córtex. Em contraste, não houve diferença na expressão do cromossomo X no hipotálamo. Também relatou mais contribuição materna durante o desenvolvimento, mas mais expressão de genes paternos na idade adulta.

Fonte: Desenho: L. Badcock.

O córtex é muito maior nos seres humanos em relação ao cérebro límbico, e isso sugere que não é simplesmente o número de genes parentais que são expressos que interessam, mas onde e como eles são expressos. Além disso, embora não possamos extrapolar diretamente do mouse para o homem, continua sendo um fato que o genoma do mouse se parece muito com o humano, com o mesmo tamanho e com equivalentes de murino para quase todos os genes humanos. E onde a expressão diferencial de genes impressos está em causa, um estudo mostrou que em 65 famílias, as habilidades mediadas por lobos corticais frontais correlacionaram-se estreitamente entre crianças e mães, em vez de pais. Novamente, o córtex pré-frontal tende a ser maior nas mulheres, enquanto elementos do sistema límbico, como amígdala e hipocampo tendem a ser maiores nos homens. Na verdade, eles são maiores ainda no autismo, mas menores na esquizofrenia – assim como a atribuição da aução de teoria cerebral do autismo para paternidade e psicose para a expressão de genes maternos implica.

Finalmente, se houver um viés em favor dos genes paternos expressados ​​no cérebro, pode haver uma ótima razão. Os cérebros (e, portanto, o comportamento) podem ser influenciados por duas direções diferentes: de baixo para cima através da expressão gênica, ou do topo em termos de entradas do meio ambiente através dos sentidos, e ambos podem ser muito influentes. Graças ao seu papel social preeminente como principal auxiliar e influência ambiental penetrante em seus filhos, a mãe de mamífero está muito melhor colocada para explorar a influência do crescimento , em outras palavras, do que o pai. Não só os genes da mãe podem construir o cérebro de seu filho de baixo para cima, mas também pode explorar seu papel social de cima para baixo para programar esse cérebro em todos os tipos de maneiras que podem beneficiá-la, por exemplo, ao ensinar uma criança a sua "língua materna" "E depois usá-lo para instrução, comando e controle de sua prole. A dificuldade evolutiva muito diferente do pai de mamífero, por outro lado, é susceptível de forçá-lo a confiar mais na influência de baixo para cima de seus genes: a natureza, não nutrir , se você quiser. Certamente, com a devida atenuação da situação mais simples em camundongos, isso poderia explicar tanto o viés paterno da expressão gênica no cérebro murino quanto o adiamento até o período de influência da mãe – não mencionar por que os genes do pai estão tão fortemente expressos em centros de cérebro límbico preocupados com questões que consomem energia, como a fome, a sede e a regulação do calor.

E, no ponto em que a teoria do cérebro impresso está em causa, pode, naturalmente, sugerir uma situação similar no caso humano. Na verdade, como concluí na Psicologia Evolutiva há muito tempo como a virada do século, esta poderia ser a base evolutiva da amarga polêmica natureza / nutrição – particularmente quando se aplica à questão mais controversa de todos: a genética do comportamento, a personalidade , e a mente.

(Graças a Louis Badcock e à Wellcome Library, em Londres).