Genomas islandeses aclaran el patrimonio genético neandertal de los europeos

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Los científicos de deCODE genetics junto con colegas del Instituto Max Planck y universidades de Dinamarca e Islandia han publicado en Nature el primer estudio que utiliza los datos secuenciados de todo el genoma de una población para arrojar luz sobre el legado presente derivado del mestizaje entre humanos modernos y arcaicos hace más de 50.000 años.

En términos generales, los hallazgos respaldan estimaciones previas de que la mayoría de las personas fuera de África tienen aproximadamente un 2% de ascendencia arcaica, predominantemente el resultado de la hibridación repetida entre grupos de Homo sapiens y múltiples individuos neandertales. Los resultados también muestran más fragmentos genómicos significativos de lo que se esperaba de los denisovanos, otra especie humana arcaica que se cruzó igualmente con neandertales y Homo sapiens.

Pero la principal importancia de este estudio reside en la magnitud sin precedentes de los datos que se utilizaron para comprender la naturaleza e impacto de este legado arcaico. En su primera fase, el estudio utiliza los datos de toda la secuencia del genoma de unos 28.000 islandeses, casi un 10 por ciento de toda la población, y de 286 africanos subsaharianos analizados en el Proyecto 1000 Genomas. Un factor limitante en estudios anteriores ha sido la dependencia excesiva en buscar genomas modernos para secuenciar fragmentos derivados de solo tres individuos arcaicos de los que tenemos datos secuenciados de buena calidad: de dos neandertales y uno denisovano. Los autores le han dado la vuelta a este enfoque al utilizar las secuencias africanas como línea de base para los Homo sapiens sin introgresión de neandertales y compararlas con los datos secuenciados obtenidos de los islandeses. Los fragmentos cromosómicos resultantes encontrados en los islandeses, pero no compartidos por los africanos, incluyen un amplio catálogo de 15 millones de fragmentos arcaicos putativos.
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Tras combinar fragmentos idénticos y superpuestos, los autores identificaron más de 50.000 fragmentos arcaicos que cubrían entre el 38 y el 48% del genoma legible. Estos contienen casi 400.000 variantes secuenciadas de una sola letra, y que están ausentes en las muestras africanas. Sorprendentemente, en las muestras islandesas los autores identificaron casi 300 "desiertos arcaicos" donde no hay fragmentos arcaicos; estos cubren casi el 25% del genoma, incluyendo todo el cromosoma X.

Para conocer mejor el impacto fenotípico de las variantes arcaicas, el equipo de deCODE las examinó en asociación con 271 fenotipos obtenidos de los datos de todo el genoma de 210.000 islandeses. Tras rechazar posibles asociaciones, en orden a eliminar las basadas en variantes casi no arcaicas, identificaron cinco variantes arcaicas con asociaciones importantes en el genoma. Una se había vinculado previamente a menores niveles del antígeno específico de la próstata (PSA) y el riesgo de padecer cáncer de próstata, pero no era conocida por tener un origen arcaico; otras dos reducen los niveles y la masa de la hemoglobina, respectivamente; una cuarta aumenta el tiempo que necesita la sangre para coagularse; y la quinta reduce muy ligeramente la altura.

"Ya sea individual o colectivamente, nuestro genoma nos permite aprender más sobre quién somos diciéndonos de dónde venimos. Este documento es como un informe ancestral para una rama de nuestro género ('Homo'), y nos dice que en este particular 'vecindario' no solo somos 'Homo sapiens', sino también descendientes de humanos arcaicos antiguos, especies primas cuyo linaje no se ha extinguido totalmente", dijo Kari Stefansson (izquierda), consejero delegado de deCODE y autor principal del trabajo de investigación.
"Estamos arañando la superficie de lo que significa este legado híbrido. Lo que sabemos es que, en los últimos 50.000 años, nuestra adaptabilidad y diversidad nos han permitido mezclarnos y desplazarnos, establecernos y prosperar en cada rincón del planeta de un modo que nuestros antepasados arcaicos no pudieron hacer. En estos días difíciles sería bueno recordar que nuestras diferencias son literalmente la huella de nuestro éxito y que por ello debemos ayudarnos unos a otros lo mejor que podamos".

Con sede en Reikiavik, Islandia, deCODE es un líder mundial en el análisis y comprensión del genoma humano. Utilizando su experiencia única en genética humana, combinada con una experiencia creciente en transcriptómica y proteómica de la población, y una gran cantidad de datos fenotípicos, deCODE ha descubierto factores de riesgo genéticos para docenas de enfermedades comunes y ha dado perspectivas claves sobre su patogénesis. El propósito de entender la genética de las enfermedades es utilizar esa información para crear nuevos medios de diagnóstico, tratamiento y prevención de las mismas. deCODE es una subsidiaria propiedad total de Amgen (NASDAQ: AMGN).

Fuentes: decode.com | prnewswire.com | 22 de abril de 2020

Perfil de una cráneo neandertal superpuesto sobre Islandia. Credit: Astrid Reitzel, Aaarhus University.

Los neandertales tenían madres mayores y padres más jóvenes

Cuando los antepasados ​​de los humanos modernos dejaron África, hace 50.000 años, se encontraron con los neandertales en Eurasia. Producto de esta hibridación, la población neandertal contribuyó con alrededor del dos por ciento de su genoma en las poblaciones no africanas actuales.
Ahora, una colaboración de científicos de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca, deCODE Genetics, en Islandia, y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, Alemania, ha llevado a cabo el estudio genético más completo hasta la fecha al utilizar datos obtenidos de 27.566 islandeses con el fin de descubrir qué partes de nuestro genoma contienen ADN neandertal y el papel que el mismo desempeña en los humanos modernos.

Como se ha dicho, cada persona de ascendencia no africana comparte alrededor de un dos por ciento de su ADN con los neandertales. Sin embargo, diferentes personas ostentan distintas piezas de este ADN neandertal, por lo que, cuando los investigadores las suman, pueden reconstruir al menos el 38 por ciento del genoma neandertal al emplear 14 millones de fragmentos de dicho ADN.
Foto: Recreación de la mujer de neandertal apodada Nana junto con la recreación de su hijo apodado Flint. Museo Nacional de Gibraltar. Kennis & Kennis reconstruction

Al comparar este ADN de origen neandertal con los genomas de los neandertales y denisovanos, los cuales se secuenciaron en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, los investigadores encontraron que el ADN neandertal que se halla en los islandeses modernos era más similar a los restos neandertales hallados en Croacia que a los restos neandertales descubiertos en Rusia. Inesperadamente, también descubrieron que los islandeses llevan rastros de ADN de los denisovanos, pues anteriormente se pensaba que solo estaba presente en aborígenes australianos, en asiáticos orientales y en poblaciones de Papúa Nueva Guinea.

Hay dos posibles respuestas para esto último: o bien los hijos de neandertales y denisovanos hibridaron con el Homo sapiens transmitiendo el ADN de esta mezcla (neandertal y denisovana), o bien el Homo sapiens hibridó con los denisovanos antes que con los neandertales (hasta el presente, se pensaba que era al revés: que el Homo sapiens conoció a los neandertales y tuvo hijos con ellos, y solo decenas de miles de años después tuvieron hijos con los denisovanos). Ambas explicaciones son igualmente probables.

Diferencias en los patrones de mutación

En cada generación, los padres transmiten su ADN a sus hijos, y se sabe que la edad de los padres afecta en gran medida a los tipos de mutaciones que transmiten. "Al comparar las mutaciones genéticas en los fragmentos de ADN neandertal con los fragmentos correspondientes del ADN de los humanos modernos, encontramos que, en promedio, los niños neandertales tenían madres mayores y padres más jóvenes en comparación con los humanos modernos", dice Laurits Skov (izquierda), investigador de la Universidad de Aarhus y del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva.

Finalmente, los autores muestran que el ADN neandertal tiene en la actualidad un efecto relativamente poco importante en la salud y la apariencia humana. Los pocos casos en que el ADN neandertal tiene un efecto entre los islandeses conduce a padecer un riesgo bajo de cáncer de próstata, a tener, muy ligeramente, una altura más corta, una menor concentración de hemoglobina y un tiempo de coagulación de la sangre un poco más rápido.

Fuentes: phys.org | zand.news | 23 de abil de 2020