El último Neanderthal vive aún entre nosotros
Muestran evidencias de que las secuencias de su ADN todavía influyen la expresión génica humana
El último Neanderthal murió hace 40.000 años, pero gran parte de su genoma vive, en pedazos, a través de los seres humanos modernos. El impacto de la contribución genética de los neandertales ha sido incierto, sin estar claro si estos fragmentos afectan a la función de nuestro genoma o son sólo pasajeros silenciosos a lo largo del viaje.
En un artículo publicado este jueves en 'Cell', investigadores muestran evidencias de que las secuencias de ADN de Neanderthal todavía influyen en cómo se activan o desactivan los genes en los humanos modernos. Los efectos de los genes de los neanderthales sobre la expresión génica probablemente contribuyen a rasgos como la altura y la susceptibilidad a la esquizofrenia o al lupus, según hallaron los investigadores.
"Incluso 50.000 años después del último apareamiento humano-neandertal, todavía podemos ver impactos medibles en la expresión génica", afirma el coautor del estudio y genetista Joshua Akey, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, en Estados Unidos. "Y esas variaciones en la expresión génica contribuyen a la variación fenotípica humana y la susceptibilidad a la enfermedad", añade.
Estudios anteriores han encontrado correlaciones entre los genes de Neanderthal y rasgos como metabolismo de grasas, depresión y riesgo de lupus, pero averiguar el mecanismo detrás de las correlaciones ha resultado difícil. El ADN se puede extraer de los fósiles y secuenciarlo, pero el ARN no se puede, por lo que, sin esta fuente de información, los científicos no pueden estar seguros exactamente de si los genes de Neanderthal funcionaban de manera diferente que en sus homólogos humanos modernos. Sin embargo, es posible analizar la expresión génica en los seres humanos modernos que poseen ancestros de Neanderthal.
En este estudio, los investigadores analizaron secuencias de ARN en un conjunto de datos denominado 'Genotype-Tissue Expression (GTEx) Project', buscando personas que llevaban versiones tanto de Neanderthal como humanas modernas de cualquier gen, una versión de cada padre. Para cada uno de dichos genes, los científicos compararon la expresión de los dos alelos en 52 tejidos diferentes.
"Encontramos que alrededor del 25 por ciento de todos los sitios que hemos probado, pudimos detectar una diferencia en la expresión entre el alelo de Neanderthal y el alelo humano moderno", subraya el primer autor del estudio, Rajiv McCoy, investigador postdoctoral de la UW.
EL CEREBRO Y LOS TESTÍCULOS, LOS DE MENOR EXPRESIÓN NEANDERTHAL
La expresión de los alelos de Neanderthal tendió a ser especialmente baja en el cerebro y los testículos, lo que sugiere que esos tejidos pueden haber experimentado una evolución más rápida desde que nos separamos de los neandertales aproximadamente 700.000 años atrás. "Podemos inferir que tal vez las mayores diferencias en la regulación de genes existen en el cerebro y los testículos entre los seres humanos modernos y Neanderthales", dice Akey.
Un ejemplo descubierto por este estudio es un alelo de Neanderthal de un gen llamado ADAMTSL3 que disminuye el riesgo de esquizofrenia, mientras que también influye en la altura. "Trabajos previos de otros ya habían sugerido que este alelo afecta al empalme alternativo. Nuestros resultados apoyan este modelo molecular, al tiempo que revelan que la mutación causal fue heredada de los neandertales", dice McCoy.
El empalme alternativo se refiere a un proceso en el que los ARNm se modifican antes de que salgan del núcleo de la célula. Cuando la mutación neandertal está presente, la maquinaria de la célula elimina un segmento del ARNm que se expresa en la versión humana moderna y la célula termina fabricando una proteína modificada debido a una sola mutación de un antepasado de Neanderthal.
La conexión entre esa proteína modificada, la altura y la esquizofrenia todavía requiere más investigación, pero es un ejemplo de cómo las pequeñas diferencias entre los seres humanos modernos y los neandertales pueden contribuir a la variación en las personas.
"La hibridación entre los humanos modernos y los neandertales aumentó la complejidad genómica --explica Akey--. La hibridación no fue sólo algo que ocurrió hace 50.000 años, de la que ya no tenemos que preocuparnos. Esas pequeñas piezas, nuestras reliquias de Neanderthal, están influyendo en la expresión genética de manera penetrante e importante".
Los siguientes pasos pueden incluir investigar si los genes denisovanos --otra especie de homínidos que se cruzaron con los humanos modernos-- contribuyen a la expresión de genes. Para este estudio, McCoy y sus colegas tuvieron que desarrollar un nuevo enfoque estadístico para tamizar la inmensa cantidad de datos de ARN, pero podría emplearse la misma técnica para comparar las diferencias de expresión génica entre los alelos humanos modernos.
