Dos estudios descifran el legado de los genes neandertales en los humanos actuales

Fuente: ABC.es | José Manuel Nieves | 29 de enero de 2014

Hace ya cuatro años que Svante Pääbo (izquierda) director del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, sorprendió al mundo, en abril de 2010, con uno de sus proyectos más ambiciosos, la  secuenciación del genoma de un hombre de Neandertal. De aquél trabajo surgió la sorpresa de que esa "otra" especie inteligente, que desapareció sin dejar rastro hace unos 30.000 años y que convivió con Homo sapiens en Europa durante miles de años, sí que dejó su huella en todos nosotros, excepto en los africanos. De hecho, Pääbo, que hace apenas unos meses publicó un segundo genoma neandertal "en alta resolución", encontró que entre el 2% y el 4% del genoma actual de los no africanos está heredado del hombre de Neandertal. El cruce entre ambas especies ocurrió entre hace 40.000 y 80.000 años. Los africanos modernos no tienen herencia neandertal porque sus antepasados nunca se cruzaron con ellos, que vivían en Europa y Asia.

Desde entonces, distintos grupos de investigadores han intentado profundizar en esa herencia genética y comprobar con exactitud cuáles, entre todos los rasgos que definen al hombre moderno, podemos considerar claramente como una herencia neandertal. Dos equipos diferentes de investigadores publican esta misma semana (uno hoy en Nature, el otro mañana en Science) sus conclusiones al respecto. Esto es, pues, lo que aún tenemos de neandertal.

Según la investigación liderada por genetistas de la Escuela Médica de Harvard y publicada en Nature, los restos de ADN neandertal en los humanos modernos están asociados a genes que afectan a la diabetes tipo 2, a la enfermedad de Cronh, al lupus, a la cirrosis biliar y a la conducta de los fumadores. Otra herencia importante es la responsable de distintas características de la piel y el cabello de los humanos actuales.

Los especialistas en genética de poblaciones de la Universidad de Washington, Joshua Akey (izquierda) y Benjamin Vernot (derecha) discuten los modelos de la evolución humana. Crédito: Clare McLean / Universidad de Washington

Por su parte, científicos de la Universidad de Washington aseguran en Science que, a pesar de que el porcentaje de genes de neandertal es pequeño en cada individuo, en total podría haber sobrevivido en los humanos modernos hasta un 20% de su genoma completo, si sumamos las partes heredadas por las diferentes poblaciones que habitan hoy el planeta.

Ambos equipos, además, coinciden en señalar que amplias regiones de nuestro genoma están prácticamente libres de la presencia de algún gen neandertal, lo cual sugiere que algunas partes de la "herencia" resultaban perjudiciales para nosotros y no se incorporaron a nuestro genoma. Todo lo contrario que sucede en otras secciones, en las que se concentran más genes neandertales de lo que se esperaba. Esas secuencias sobrevivieron en nuestro genoma porque aportaban alguna ventaja adaptativa clara a nuestros antepasados, probablemente relacionada con el tono y grosor de su piel y cabello.

"Ahora podemos estimar la probabilidad de que una determinada variante genética proceda de los neandertales -explica David Reich, autor principal del artículo de Nature-.

Y podemos empezar a comprender en qué modo ese ADN heredado nos está afectando. También podemos aprender más de cómo eran los propios neandertales".

Comparación del ADN

Reich y sus colegas, entre los que se incluye el propio Svante Pääbo, analizaron variantes genéticas de 846 personas no africanas y de otras 176 naturales del Africa subsahariana y las compararon con el genoma de alta calidad de un neandertal de hace 50.000 años, que fue publicado por el equipo en 2013. El equipo de la Universidad de Washington, por su parte, secuenció el genoma completo de 600 no africanos modernos para compararlos con el de los neandertales.

Para determinar si cada variante genética analizada podía ser achacada, o no, a la herencia neandertal, los investigadores de la Escuela Médica de Harvard se fijaron en si esas variantes concretas aparecían solo en los no africanos y, por lo tanto, estaban ausentes en los africanos. Utilizando esta y otras clases de filtros, el equipo halló que algunas áreas del genoma de los no africanos actuales era muy rico en ADN neandertal, lo que prueba que las mutaciones de esas áreas debieron ser de mucha ayuda para la supervivencia de nuestros antepasados, mientras que otras áreas del genoma moderno aparecían "desiertas" de restos neandertales o los mostraban en valores muy inferiores a la media.

 

Infertilidad híbrida

 

Esas áreas estériles son, precisamente, la parte "más excitante" de la investigación, afirma Sriram Sankararaman (derecha), primer firmante del artículo de Nature, ya que sugiere que "la introducción de algunas de esas mutaciones neandertales eran perjudiciales para los antepasados de los no africanos y fueron, por lo tanto, eliminadas después por la acción de la selección natural".

En concreto, el equipo se dio cuenta de que las partes de nuestro genoma en las que menos herencia neandertal podemos encontrar se concentran en dos grupos: los genes más activos de la línea germinal masculina (los testículos) y los genes del cromosoma X. Este patrón se ha asociado, en otros estudios de hibridación hechos con animales, a un fenómeno conocido como "infertilidad híbrida", según la cual la descendencia de un macho perteneciente a una subespecie que se cruza con una hembra perteneciente a otra resulta en hijos estériles. Es el caso de los mulos, fruto del cruce entre caballos y asnos y que no pueden tener descendencia.

"Todo esto sugiere que cuando los humanos antiguos se encontraron y cruzaron con los neandertales -asegura Reich- las dos especies estaban justo al borde de la incompatibilidad biológica". Las poblaciones humanas actuales, separadas entre sí como mucho durante 100.000 años (como es el caso de Africanos y Europeos) siguen siendo compatibles entre sí y no hay evidencia de que su mezcla incremente la infertilidad masculina. Al contrario, los humanos antiguos y las poblaciones neandertales llevaban separadas más de 500.000 años, por lo que su compatibilidad biológica, aunque aún existente, era mucho menor.

El equipo de Reich también midió cómo el ADN neandertal presente en los genomas modernos afecta a la producción de keratina y al riesgo de padecer determinadas enfermedades.

Y es que nuestra ascendencia neandertal se incrementa de forma especial en los genes que, de alguna forma, afectan a los filamentos de keratina, una proteína fibrosa que confiere dureza a la piel, cabello y uñas y que puede resultar muy beneficiosa en ambientes muy fríos, ya que proporciona un aislamiento más grueso. "Resulta muy tentador -asegura Reich- pensar que los neandertales ya estaban muy adaptados a los ambientes no africanos y que proporcionaron ese beneficio genético a nuestros antepasados".

Los investigadores también pudieron demostrar que hasta nueve variantes genéticas modernas están directamente heredadas de los neandertales. Variantes que afectan a enfermedades relacionadas con el sistema inmune y también con determinados comportamientos, como la capacidad de dejar de fumar. El equipo espera que en el futuro se puedan identificar muchas más variantes de origen neandertal.

Artículos relacionados:

Did Neanderthal genes raise modern's type 2 diabetes and Crohn's disease risk? (examiner.com)

* Neanderthal lineages excavated from modern human genomes (Phys.org)

* El legado de los genes neandertales en los humanos actuales (SINC)

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En Materia.com amplían la información con las siguientes dos opiniones: 

Cruce asiático

“Estos hallazgos abren una panorámica sobre el efecto que la selección natural puede haber tenido en el genoma de nuestra especie, tanto para bien como para mal, así como quizá ofrecer pistas sobre algunas posibles causas de la extinción eventual de los neandertales”, opina José Carlos Flórez (izquierda), médico y genetista español que trabaja en el Hospital General de Massachusetts (EEUU).

Flórez no ha participado en este trabajo, pero sí en uno publicado hace unas semanas y que ya demostró que un gen legado por los neandertales y que ahora llevan mexicanos y personas de Sudamérica aumenta el riesgo de sufrir diabetes. Este estudio, dice, “es más completo y con más controles, aunque los hallazgos y las conclusiones son esencialmente las mismas”.

En cuanto al riesgo de enfermedades que hemos heredado propone que tal vez hace 50.000 años aquellos genes diesen una ventaja. “Uno puede especular que ciertas adaptaciones beneficiosas en una época, por ejemplo almacenar calorías, puedan ser perjudiciales hoy en día por causar obesidad y diabetes”, resalta Flórez.

Carles Lalueza-Fox (derecha), otro experto en paleogenética y neandertales en el CSIC, opina que lo más interesante de los estudios es la evidencia de que hubo más de un cruce entre neandertales y sapiens. “Hubo dos pulsos [episodios] de hibridación, el segundo exclusivamente en asiáticos”, señala Lalueza-Fox sobre el segundo estudio, publicado en Science y que también ha comparado el genoma neandertal mencionado con el de más de 200 europeos y asiáticos. En concreto,  el estudio resalta que posiblemente por este cruce los asiáticos tienen un 21% más de ADN neandertal que los europeos.

Este segundo trabajo muestra que, teniendo en cuenta todos los pequeños fragmentos de ADN neandertal que llevamos los humanos de hoy (europeos, asiáticos y americanos) el 20% de todo el genoma neandertal sigue vivo en nuestra especie.

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Comentario por wilfrido tsuchida martinez el febrero 3, 2014 a las 2:35am

Esperar para enterar con mayor profundidad sobre el tema.. justamente estudiando sobre ello.. gracias..

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