MADRID, 28 Nov. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigadores de la Universidad de Duke, en Estados Unidos, ha identificado un grupo de secuencias de ADN humano que impulsan cambios en el desarrollo del cerebro, la digestión y la inmunidad que parecen haber evolucionado rápidamente después de que nuestra línea familiar se separara de la de los chimpancés, pero antes de que nos separáramos de los neandertales, según publican en la revista 'CELL'.
Los cerebros humanos son más grandes y el intestino más cortos que los de los simios. "Muchos de los rasgos que consideramos exclusivamente humanos y específicos de los humanos aparecen probablemente durante ese periodo", en los 7,5 millones de años transcurridos desde la separación del ancestro común que compartimos con el chimpancé, afirma el doctor Craig Lowe, profesor adjunto de genética molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de Duke.
En concreto, las secuencias de ADN en cuestión, que los investigadores han bautizado como Regiones de Rápida Evolución del Ancestro Humano (HAQERS, por sus siglas en inglés), pronunciadas como hackers, regulan los genes. Son los interruptores que indican a los genes cercanos cuándo deben encenderse y apagarse.
La rápida evolución de estas regiones del genoma parece haber servido para afinar el control regulador, apunta Lowe. Se añadieron más interruptores al sistema operativo humano a medida que las secuencias se convertían en regiones reguladoras, y se afinaron para adaptarse a las señales ambientales o de desarrollo. En general, esos cambios fueron ventajosos para nuestra especie.
"Parecen especialmente específicos a la hora de hacer que los genes se activen, creemos que sólo en determinados tipos de células en ciertos momentos del desarrollo, o incluso genes que se activan cuando el entorno cambia de alguna manera", subraya Lowe.
Gran parte de esta innovación genómica se encontró en el desarrollo del cerebro y el tracto gastrointestinal. "Vemos muchos elementos reguladores que se activan en estos tejidos --destaca Lowe--. Estos son los tejidos en los que los humanos están perfeccionando qué genes se expresan y a qué nivel".
En la actualidad, nuestros cerebros son más grandes que los de otros simios y nuestro intestino más corto. "La gente ha planteado la hipótesis de que esos dos están incluso vinculados, porque son dos tejidos metabólicos realmente costosos de tener alrededor --comenta Lowe--. Creo que lo que estamos viendo es que no hubo realmente una mutación que le dio un cerebro grande y una mutación que realmente golpeó el intestino, fue probablemente muchos de estos pequeños cambios en el tiempo".
Para producir los nuevos hallazgos, el laboratorio de Lowe colaboró con sus colegas de Duke Tim Reddy, profesor asociado de bioestadística y bioinformática, y Debra Silver, profesora asociada de genética molecular y microbiología, para aprovechar su experiencia. El laboratorio de Reddy es capaz de examinar millones de interruptores genéticos a la vez y Silver observa los interruptores en acción en cerebros de ratones en desarrollo.
"Nuestra aportación fue que, si podíamos unir ambas tecnologías, podríamos observar cientos de interruptores en este tipo de tejido complejo en desarrollo, algo que no se puede conseguir con una línea celular", destaca Lowe.
"Queríamos identificar interruptores que fueran totalmente nuevos en los humanos", explica. Computacionalmente, pudieron inferir cómo habría sido el ADN del ancestro humano-chimpancé, así como de los linajes extintos neandertal y denisovano.
Así, los investigadores pudieron comparar las secuencias del genoma de estos otros parientes posteriores al chimpancé gracias a las bases de datos creadas a partir del trabajo pionero de Svante Pbo, premio Nobel de 2022.
"Así pues, conocemos la secuencia neandertal, pero pongamos a prueba esa secuencia neandertal y veamos si realmente puede activar genes o no", algo que hicieron decenas de veces. Y demostramos que, vaya, esto es realmente un interruptor que enciende y apaga genes --subraya Lowe--. Fue realmente divertido ver que la nueva regulación de los genes provenía de interruptores totalmente nuevos, en lugar de simplemente recablear interruptores que ya existían".
Además de los rasgos positivos que los HAQER aportaron a los humanos, también pueden estar implicados en algunas enfermedades.
"La mayoría de nosotros tenemos secuencias de HAQER notablemente similares, pero hay algunas variantes, y pudimos demostrar que esas variantes tienden a correlacionarse con ciertas enfermedades--resalta Lowe, como hipertensión, neuroblastoma, depresión unipolar, depresión bipolar y esquizofrenia--. Todavía no se conocen los mecanismos de acción, y habrá que seguir investigando en estas áreas".
"Tal vez las enfermedades específicas de los humanos o las susceptibilidades específicas de los humanos a estas enfermedades vayan a estar relacionadas preferentemente con estos nuevos interruptores genéticos que sólo existen en los humanos", concluye.
