Arquivo da tag: Haraway

Ancient viral molecules essential for human development (Science Daily)

Date: November 23, 2015

Source: Stanford University Medical Center

Summary: Genetic material from ancient viral infections is critical to human development, according to researchers.


Rendering of a virus among blood cells. Credit: © ysfylmz / Fotolia

Genetic material from ancient viral infections is critical to human development, according to researchers at the Stanford University School of Medicine.

They’ve identified several noncoding RNA molecules of viral origins that are necessary for a fertilized human egg to acquire the ability in early development to become all the cells and tissues of the body. Blocking the production of this RNA molecule stops development in its tracks, they found.

The discovery comes on the heels of a Stanford study earlier this year showing that early human embryos are packed full of what appear to be viral particles arising from similar left-behind genetic material.

“We’re starting to accumulate evidence that these viral sequences, which originally may have threatened the survival of our species, were co-opted by our genomes for their own benefit,” said Vittorio Sebastiano, PhD, an assistant professor of obstetrics and gynecology. “In this manner, they may even have contributed species-specific characteristics and fundamental cell processes, even in humans.”

Sebastiano is a co-lead and co-senior author of the study, which will be published online Nov. 23 in Nature Genetics. Postdoctoral scholar Jens Durruthy-Durruthy, PhD, is the other lead author. The other senior author of the paper is Renee Reijo Pera, PhD, a former professor of obstetrics and gynecology at Stanford who is now on the faculty of Montana State University.

Sebastiano and his colleagues were interested in learning how cells become pluripotent, or able to become any tissue in the body. A human egg becomes pluripotent after fertilization, for example. And scientists have learned how to induce other, fully developed human cells to become pluripotent by exposing them to proteins known to be present in the very early human embryo. But the nitty-gritty molecular details of this transformative process are not well understood in either case.

An ancient infection

The researchers knew that a type of RNA molecules called long-intergenic noncoding, or lincRNAs, have been implicated in many important biological processes, including the acquisition of pluripotency. These molecules are made from DNA in the genome, but they don’t go on to make proteins. Instead they function as RNA molecules to affect the expression of other genes.

Sebastiano and Durruthy-Durruthy used recently developed RNA sequencing techniques to examine which lincRNAs are highly expressed in human embryonic stem cells. Previously, this type of analysis was stymied by the fact that many of the molecules contain highly similar, very repetitive regions that are difficult to sequence accurately.

They identified more than 2,000 previously unknown RNA sequences, and found that 146 are specifically expressed in embryonic stem cells. They homed in on the 23 most highly expressed sequences, which they termed HPAT1-23, for further study. Thirteen of these, they found, were made up almost entirely of genetic material left behind after an eons-ago infection by a virus called HERV-H.

HERV-H is what’s known as a retrovirus. These viruses spread by inserting their genetic material into the genome of an infected cell. In this way, the virus can use the cell’s protein-making machinery to generate viral proteins for assembly into a new viral particle. That particle then goes on to infect other cells. If the infected cell is a sperm or an egg, the retroviral sequence can also be passed to future generations.

HIV is one common retrovirus that currently causes disease in humans. But our genomes are also littered with sequences left behind from long-ago retroviral infections. Unlike HIV, which can go on to infect new cells, these retroviral sequences are thought to be relatively inert; millions of years of evolution and accumulated mutations mean that few maintain the capacity to give instructions for functional proteins.

After identifying HPAT1-23 in embryonic stem cells, Sebastiano and his colleagues studied their expression in human blastocysts — the hollow clump of cells that arises from the egg in the first days after fertilization. They found that HPAT2, HPAT3 and HPAT5 were expressed only in the inner cell mass of the blastocyst, which becomes the developing fetus. Blocking their expression in one cell of a two-celled embryo stopped the affected cell from contributing to the embryo’s inner cell mass. Further studies showed that the expression of the three genes is also required for efficient reprogramming of adult cells into induced pluripotent stem cells.

Sequences found only in primates

“This is the first time that these virally derived RNA molecules have been shown to be directly involved with and necessary for vital steps of human development,” Sebastiano said. “What’s really interesting is that these sequences are found only in primates, raising the possibility that their function may have contributed to unique characteristics that distinguish humans from other animals.”

The researchers are continuing their studies of all the HPAT molecules. They’ve learned that HPAT-5 specifically affects pluripotency by interacting with and sequestering members of another family of RNAs involved in pluripotency called let-7.

“Previously retroviral elements were considered to be a class that all functioned in basically the same way,” said Durruthy-Durruthy. “Now we’re learning that they function as individual elements with very specific and important roles in our cells. It’s fascinating to imagine how, during the course of evolution, primates began to recycle these viral leftovers into something that’s beneficial and necessary to our development.”


Journal Reference:

  1. Jens Durruthy-Durruthy, Vittorio Sebastiano, Mark Wossidlo, Diana Cepeda, Jun Cui, Edward J Grow, Jonathan Davila, Moritz Mall, Wing H Wong, Joanna Wysocka, Kin Fai Au, Renee A Reijo Pera. The primate-specific noncoding RNA HPAT5 regulates pluripotency during human preimplantation development and nuclear reprogrammingNature Genetics, 2015; DOI: 10.1038/ng.3449

Antropoceno, Capitaloceno, Cthulhuceno: o que caracteriza uma nova época? (ClimaCom)

28/10/2014

A proposta de formalização de uma nova época da Terra levanta questões sobre utilidade, responsabilidade e formas alternativas de narrar a história do mundo em que vivemos

Por Daniela Klebis

Os impactos das ações humanas sobre o planeta nos últimos 200 anos têm sido tão profundos que podem justificar a definição de nova época para a Terra, o Antropoceno. No último dia 17 de outubro, a Comissão Internacional sobre Estratigrafia (ICS, na sigla inglês), reuniu-se em Berlim para dar continuidade às discussões sobre a formalização dessa nova época terrena, cuja decisão final será votada somente em 2016. A despeito dos processos burocráticos, o termo já foi informalmente assimilado por filósofos, arqueólogos, historiadores, ambientalistas e cientistas do clima e, nesse meio, o debate segue, para além da reunião de evidências físicas, no sentido de compreender sua utilidade: estamos prontos para assumir a época dos humanos?

A história da Terra se divide em escalas de tempo geológicas, que são definidas pela ICS, com sede em Paris, na França. Essas escalas de tempo começam com grandes espaços de tempos chamados éons, que se dividem em eras (como a Mezozóica), e então em períodos (Jurássico, Neogeno),  épocas e por fim, em idades. Quem acenou pela primeira vez a necessidade de definir uma nova época, baseada nos impactos indeléveis das ações humanas sobre a paisagem terrestre foi o químico atmosférico Paul J. Crutzen, prêmio Nobel de química em 1995. Cutzen sugeriu o termo Antropoceno durante o encontro  do Programa Internacional de Geofera e Biosfera (IGBP, na sigla em inglês), no México, em 2000. O evento tinha por objetivo discutir os problemas do Holoceno, a época em que nos encontramos há cerca de 11700 anos,desde o fim da era glacial.

A hipótese sustentada pelos defensores da nova denominação baseia-se nas observações sobre as mudanças iniciadas pelo homem sobre o ambiente desde 1800, cujas evidências geológicas  possuem impacto a  longo prazo na história da Terra.  E quais são as evidências que podem justificar a adoção do termo Antropoceno?  “O que nós humanos mais fizemos nesses dois séculos foi criar coisas que não existiram pelos 4,5 bilhões de anos da história da Terra”, denuncia o geólogo Jan Zalasiewicz, presidente do grupo de trabalho sobre o Antropoceno da ICS, em colóquio em Sidney, na Autrália, em março deste ano.

antropoceno1

Minerais sintéticos, fibras de carbono, plásticos, concreto, são alguns exemplos de novos elementos criados pelo homem. O concreto, um material produzido pela mistura de cimento, areia, pedra e água, vem se espalhando na superfície de nosso planeta a uma velocidade de 2 bilhões de quilômetros por ano, conforme aponta o geólogo.  Abaixo da superfície, escavações em busca de minérios e petróleo já abriram mais de 50 milhões de quilômetros em buracos subterrâneos.

Além das mudanças físicas, a emissão exagerada de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa, resultantes da ação humana, provocam mudanças químicas na atmosfera, como aquecimento global, descongelamento de calotas polares e acifidificação dos oceanos. A biosfera é também analisada, já que mudanças resultantes da perda de habitats, atividades predatórias e invasão de especies também provocam mudanças na composição química e física dos ambientes.

As evidências do impacto da ação humana,que vêm sendo consistentemente apontadas em estudos climáticos, foram reforçadas pelo 5º. Relatório do Painel Intercontinental de Mudanças Climáticas (IPCC), publicado no início do ano, com um consenso de 97% dos cientistas. Mais recentemente, no dia 30 de setembro, um relatório publicado no publicado pela WWF (World Wildlife Fund, em inglês), em parceria com a Sociedade Zoológica de Londres, apontou ainda que, nos últimos 40 anos, 52% da população de animais vertebrados na Terra desapareceu. Ao mesmo tempo, os seres humanos dobraram em quantidade. “Estamos empurrando a biosfera para a sua 6ª. extinção em massa”, alerta Hans-Otto Pörtner, do Instituto Alfred Wegener de Pesquisa Marinha e Polar, em Bremerhaven, Alemanha, e co-autor do capítulo sobre ecossistema do relatório do IPCC publicado nesse ano. Pörtner refere-se às cinco grandes extinções em massa registradas nos últimos 540 milhões de anos, caracterizadas por palentólogos como períodos em que mais de 75% das espécies foram extintas do planeta em um curto intervalo geológico.

“Há 200 anos, a coisas começaram a mudar o suficiente para visivelmente impactar o planeta: a população cresceu, assim como as emissões de CO2”, destaca Zalasiwicz. Segundo ele, o uso de energia cresceu 90 vezes entre 1800 e 2010, e já queimamos cerca de 200 milhões de anos de fósseis, entre carvão, óleo e gás. “Os humanos correspondem a 1/3 de todos os vertebrados da terra. Mas a dominação sem precedentes sobre todos os outros seres vivos, faz dessa a er a humana”, conclui.

Eileen Crist pesquisadora do Departamento de Ciências e Tecnologia na Sociedade, no Virginia Tech, no EUA, desafia a escolha do termo, defendendo que o discurso do Antropoceno deixa de questionar a soberania humana para propor, ao contrário, abordagens tecnológicas que poderiam tornar o domínio humano sustentável. “Ao afirmar a centralidade do homem – tanto como uma força causal quanto como objeto de preocupação – o Antropoceno encolhe o espaço discursivo para desafiar a dominação da biosfera, oferecendo, ao invés disso, um campo técnico-científico para a sua racionalização e um apelo pragmático para nos resignarmos à sua atualidade”, argumenta a pesquidadora em um artigo publicado em 2013.

O Antropoceno, dessa forma, entrelaça uma série de temas na formatação de seu discurso, como, por exemplo, o aumento acelerado da população que chegará a superar os 10 bilhões de habitantes; o crescimento econômico e a cultura de consumo enquanto modelo social dominante; a tecnologia como destino inescapável e, ao mesmo tempo, salvação da vida humana na Terra; e, ainda, o pressuposto de que o impacto humano é natural e contingente da nossa condição de seres providos de inteligência superior. Crist aponta que esse discurso mascara a opção de racionalizar o regime totalitátio do humano no planeta. “Como discurso coeso, ele bloqueia formas alternativas de vida humana na Terra”, indica.

antropoceno2

Relacionalidade

Donna Haraway, professora emérita da Universidade da Califórina em Santa Cruz, EUA, comentou, em participação no Colóquio Os Mil Nomes de Gaia, em setembro, que essa discussão é um dos “modos de buscar palavras que soam muito grandes, porém, não são grandes o suficiente para compreender a continuidade e a precariedade de viver e morrer nessa Terra”. Haraway é também umas das críticas do termo Antropoceno. Segundo ela, o Antropoceno implica um homem individual, que se desenvolve, e desenvolve uma nova paisagem de mundo, estranho a todas as outras formas de vida: uma percepção equivocada de um ser que seria capaz existir sem se relacionar com o resto do planeta. “Devemos compreender que para ser um, devemos ser muitos. Nos tornamos com outros seres”, comenta.

Para Haraway, épreciso, problematizar essa percepção, e endereçar a responsabilidade pelas mudanças, que está justamente no sistema capitalista que criamos. Este sim tem impulsionado a exploração, pelos homens, da Terra: “A história inteira poderia ser Capitaloceno, e não Antropoceno”, diz. Tal percepção, de acordo com a filósofa, pemite-nos resistir ao senso inescapabilidade presente nesse discurso, como Crist mencionou acima. “Estamos cercados pelo perigo de assumir que tudo está acabado, que nada pode acontecer”, diz.

Haraway aponta, entretanto, que é necessário evocar um senso de continuidade (ongoingness,em inglês),a partir de outras possibilidades narrativas e de pensamento.Uma delas, seria o Cthulhuceno, criado pela filósofa. A expressão vem de um conto de H.P.Lovecraft, O chamado de Cthulhu, que fala sobre humanos que têm suas mentes deterioradas quando, em rituais ao deus Cthulhu – uma mistura de homem, dragão e polvo que vive adormecido sob as águas do Pacífico Sul – conseguem vislumbrar uma realidade diferente da que conheciam.  No início da história, o autor norte-americano descreve o seguinte: “A coisa mais misericordiosa do mundo, acho eu, é a incapacidade da mente humana de correlacionar tudo que ela contém”.  A partir desse contexto, Donna Haraway explica que é necessário “desestabilizar mundos de pensamentos, com mundos de pensamentos”. O Cthulhuceno não é sobre adotar uma transcendência, uma ideia de vida ou morte: “trata-se de abraçar a continuidade sinuosa do mundo terreno, no seu passado​​, presente e futuro. Entretanto, tal continuidade implica em assumir que existe um problema muito grande e que ele precisa ser enfrentado. Devemos lamentar o que aconteceu, pois não deveria ter ocorrido. Mas não temos que continuar no mesmo caminho”, sugere.